DE2801495B2

DE2801495B2 - Vorrichtung zur Erzeugung eines oder mehrerer Bildsignale, die eine Information Über die Bildschärfe eines Bildes oder über die Lagedifferenz zwischen zwei Bildern enthalten

Info

Publication number: DE2801495B2
Application number: DE19782801495
Authority: DE
Inventors: Noriyuki Kawasaki Asano; Yukichi Niwa; Mitsutoshi Ohwada; Shin Hasuda Saitama Tsuda; Takaaki Yamagata
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1977-09-17
Filing date: 1978-01-13
Publication date: 1980-10-16
Also published as: DE2801495C3; JPS5445127A; DE2801495A1

Description

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet daß die Steuerschaltung umfaßt: eine Zählschaltung (52, 53, 54), deren Kapazität wenigstens gleich der Zahl N ist und eine

« Zählkapazitätsteuerschaltung (29; 29'), die die Zählkapazität der Zählschaltung abhängig von dem bzw. von dem ersten und dem zweiten Steuersignal zwischen den Zahlen Nund Wsteuert, mit N' < N.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch so gekennzeichnet daß die Zählschaltung mit Impulsen der Folgefrequenzen (f\ und /2) beaufschlagbar ist

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß die Speicherzeit oder die Entladezeit der Fotosensoren zwischen wenigstens vier verschiedenen Werten, die sich aus der Kombination der Impulsfolgefrequenzen (f\ und /2) und den Impulsanzahlen (N und N') ergeben, steuerbar ist.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff der nebengeordneten Ansprüche 1, 2 bzw.

Bei einer bekannten Scharfeinstellungs-Ermittlungsvorrichtung bildet ein Abbildungsobjektiv ein Bild eines Objekts auf einem fotoelektrischen Wandlerelement

aus, das sein Ausgangssignal (Innenwiderstandswert) entsprechend der Bildschärfe verändert, und die genaue Scharfeinstellung wird im Zuge des Bewegens des Objektivs entlang der optischen Achse desselben dann erzielt, wenn das Ausgangssignal (der Innenwiderstandswert) des fotoelektrischen Wandlerelements seinen Extremwert erreicht hat

Bei einer weiteren bekannten Scharfeinstellungs-Ermittlungsvorrichtung werden fiber ein optisches Entfernungsmeßsystem zwei Bilder eines Objekts auf jeweils unterschiedliche fotoelektrische Wandlereiemente unter einer dem Abstand zu dem Objekt entsprechenden scheinbaren Parallaxe ausgebildet und die genaue Scharfeinstellung im Zuge der Verschiebung eines Bildes zu dem anderen hin in Obereinstimmung mit dem Scharfeinstellungsvorgang eines Objektivs wird dann erreicht, wenn die Ausgangssignale (Innenwiderstandswerte) der beiden Wandlerelemente miteinander übereinstimmen, d. h, wenn die Lagen der beiden Bilder miteinander übereinstimmen.

Inzwischen hat die schnelle Entwicklung der Halbleitertechnologie Fotosensorenanordnungen wie Fotodiodenano.-dnungen (MOS-Bildsensoren), Ladungstransportschaltungen (CCD), Eimerkettenschaltungen (BBD) und dergleichen zu verhältnismäßig niedrigen Preisen im Handel erhältlich gemacht Eine Fotosensorenanordnung ist aus vielen Fotosensoren mit elektrischer Ladungsspeicherung oder elektrischer Ladungs-Speicherung-Entladung zusammengesetzt Die Ausgangssignale aus einem jeden dieser Fotosensoren können aufeinanderfolgend seriell dadurch abgenommen werden, daß ein Startimpuls und Abfrageimpulse Ober eine Treiberschaltung angelegt werden. Demgemäß kann unter Verwendung einer derartigen Fotosensorenanordnung durch rein elektrische Abtastung bzw. Abfrage eines mittels einer Abbildungslinse abgebildeten Objektbilds ein dem Objektbild genau entsprechendes Video- oder Bildsignal erzielt werden, so daß dadurch die Scharfeinstellungs-Ermittlung mit höherer Genauigkeit bewerkstelligt werden kann.

Im Hinblick auf diese vorteilhafte Funktion einer Fotosensorenanordnung wurden daher vielerlei Versuche unternommen, eine derartige Fotosensorenanordnung für die Scharfeinstellungsermittlung zu verwenden.

Beispielsweise wurde als Verbesserung gegenüber der ersteren der beiden vorgenannten bekannten Scharfeinstellungs-Ermittlungsvorrichtungen in der DE-OS 25 14 236 eine Vorrichtung vorgeschlagen. Bei dieser Vorrichtung wird mittels eines Abbildungsobjek- so tivs ein Bild eines Objekts auf einer Flächen-Fotosensorenanordnung (Matrix-Sensorenanordnung) ausgebildet, wobei die Ausgangssignale der Fotosensoren in zeitlicher Aufeinanderfolge abgenommen werden und dann mittels eines Analog-Digital-Umsetzers nacheinander in digitale Werte umgesetzt werden. Danach wird mittels eines Subtrahierers der Unterschied zwischen den digitalen umgesetzten Ausgangssignalen eines Paars von Sensoren als Absolutwert ermittelt, die in der Anordnung einander benachbart sind. Die auf diese eo Weise erzielten Differenzsignale aus allen Sensoren in der Sensorenanordnung werden bei einem Abtast- cder Abfragevorgang mittels eines Akkumulators gesammelt und die Sammelergebnisse werden als Information über die Bildschärfe verwendet

Als Beispiel einer Verbesserung gegenüber der letzteren der beiden vorstehend angeführten bekannten Scharfeinstellungs-Ermittlungsvorrichtungen ist in der DE-AS 23 64 603 eine Vorrichtung vorgeschlagen. Bei dieser Vorrichtung werden Ober ein optisches Entfernungsmeßsystem zwei Bilder eines Objekts mit einer dem Abstand zum Objekt entsprechenden scheinbaren Parallaxe ausgebildet und jeweils von verschiedenen Fotosensorenanordnungen empfangen. Unter diesen Umständen wird das Ausgangssignal eines jeden Sensors mittels einer Zeitfolgesteuervorrichtung gleichzeitig auf zeitlich serielle Weise abgenommen. Nachdem diese Ausgangssignale mit HMe einer Abfrage/Halte-Schaltung abgefragt und gespeichert sind, werden sie mittels eines Tiefpaßfilters in Kurvenformsignale umgewandelt Danach wird der Phasenunterschied zwischen den Ausgangssignalen dieser Fotosensorenanordnungen mit Hilfe eines Phasendiskriminators ermittelt Mit dem Ausgangssignal des Phasendiskriminators wird ein Motor für die Verschiebung des Objektivs entlang seiner optischen Achse betrieben. Danach wird im Ansprechen auf die Verschiebung eines der beiden Bilder zu dem anderen hin verschoben und auf diese Weise eine genaue Scharfeinstellung dann erzielt, wenn die Phasendifferenz zwischen den Kurvenformsignalen aus den beiden Sensorenanordnungen zu Null wird, d. h, wenn die Lagen der Bilder relativ zueinander miteinander übereinstimmen.

Hierbei ist im Hinblick auf die Eigenschaften der die Fotosensorenanordnungen bildenden Fotosensoren bei der Anwendung der Fotosensoren folgendes zu beachten: Von den vorstehend angeführten Fotosensorenanordnungen sind beispielsweise die Ladungstransportschaltungen oder Eimerkettenschaltungen aus Fotosensoren mit elektrischer Ladungsspeicherung gebildet, wobei bei Beleuchtung eines Fotosensors mit elektrischer Ladungsspeicherung, in welchem durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden eine elektrische Verarmungsschicht oder Sperrschicht ausgebildet ist, eine zur Menge des Einfaliichts (Lichtstärke χ Zeit) proportionale elektrische Ladung in der Verarmungsschicht mit einer Geschwindigkeit gespeichert wird, die der Stärke des Einfaliichts proportional ist. Auf diese Weise wird allgemein als Bildelementsignal die gespeicherte elektrische Ladung entsprechend der Menge des Einfaliichts verwendet, das innerhalb der Zeit von der Entladung der elektrischen Ladung bis zur erneuten Entladung der Ladung zum Zeitpunkt der nächsten Abtastung integriert ist (Die vorgenannte Zeit wird daher als elektrische Ladungs-Speicherungszeit des jeweiligen Fotosensors bezeichnet) Hierbei ist die Menge der in einem Fotosensor speicherbaren elektrischen Ladung, nämlich die Sättigung bei der speicherbaren elektrischen Ladung im voraus bekanntermaßen in der Weise festgelegt, daß die den Sättigungspegel überschreitende elektrische Ladung aus dem Fotosensor in die Verarmungsschicht eines weiteren Fotosensors gelangt Dies wird als sogenannte Überstrahlungserscheinung bezeichnet, bei deren Auftreten kein angemessenes bzw. entsprechendes Bildelementsignal mehr erzielbar ist

Wenn ferner die in dem Fotosensor gespeicherte Menge elektrischer Ladung sehr gering ist, wird das Signal/Störungs-Verhältnis des Dunkelstroms usw. beachtlich gering, so daß kein entsprechendes Bildelementsignal erzielbar ist.

Wenn andererseits beispielsweise eine Selbstabtastungs-Fotodiodenanordnung in elektrischem Ladungsspeicherbetrieb verwendet wird, entlädt eine jede der die Anordnung bildenden Fotodioden die Ladung proportional zur Menge des Einfaliichts in einer der

Stärke des Einfallichts entsprechenden Geschwindigkeit, so daß die gespeicherte Ladung verringert wird, wenn die Anordnung nach Aufladung der Kapazität des pn-Obergangs bis zur Sättigung der Beleuchtung ausgesetzt wird. (In diesem Fall dient nämlich die Fotodiode als Fotosensor mit Ladungsspeicherung und Entladung.) Allgpfliein Wird zum Zeitpunkt des Abfragens nach erfolgter Aufladung bis zum Sättigungspegel die Ladung entsprechend der integrierten Menge des Lichts entladen, das während der Zeit bis zur erneuten Aufladung bis zur Sättigung einfällt, wobei die Aufladung in der Weise erfolgt daß der zum Kompensieren der bei der vorhergehenden Entladung entladenen Ladung verwendete Ladestrom als Bildelementsignal dient (Das heißt, die vorstehend genannte Zeit wird als Ladungs-Entlsdczcii einer jeweiligen Diode gewertet bzw. bezeichnet) Dabei liegt die Kapazität einer jeden Fotodiode im voraus fest, so daß beispielsweise dann, wenn die integrierte Menge des auf die Fotodiode einfallenden Lichts den Wert der entsprechend der Kapazität der Fotodiode festgelegten integrierten Lichtmenge übersteigt, die bis zur Sättigung der Kapazität gespeicherte Ladung gänzlich entladen wird, so daß dadurch keine weitere Entladung mehr erfolgt Das heißt, der Strom für die nächste Ladung entspricht der Kapazität der Fotodiode und nicht mehr der integrierten Menge des auf die Fotodiode einfallenden Lichts, so daß daher der Strom nicht als Bildelementsignal geeignet ist.

Wenn ferner die aus der Fotodiode entladene Ladung sehr gering ist, ist auch der Ladestrom sehr klein, so daß dadurch das Signai/Störungs- Verhältnis für den Dunkelstrom und so weiter sehr gering ist und kein geeignetes Bildelementsignal crzielbar ist

Folglich ist es im Falle der Anwendung einer Fotosensorenanordnung aus dieser Art Fotosensoren mit elektrischer Ladungsspeicherung oder elektrischer Ladungsspeicherung und Entladung bei der Scharfeinstell-Ermittlungsvorrichtung notwendig, die auf den Fotosensor auftreffende Lichtmenge in geeigneter Weise entsprechend der Objekthelligkeit so einzustellen, daß trotz einer Änderung der Objekthelligkeit das Signai/Störungs-Verhältnis hoch wird, d.h. immer ein angemessenes Bildelementsignal erzielbar ist wobei die in einen jeweiligen Fotosensor einzuspeichernde Ladung oder die aus einem jeweiligen Fotosensor zu entladende Ladung nicht den Grenzwert erreicht Auf andere Weise kann mittels dieser Art von Fotosensorenanordnungen keine Scharfeinstellungsermittlung hoher Genauigkeit erzielt werden.

Beispielsweise aus der DE-OS 1947 675 ist eine Fokussiervorrichtung bekannt bei der Maßnahmen vorgesehen sind, um das Meßergebnis unabhängig von absoluten Helligkeitsänderungen zu machen. Da die Fokussiereinrichtung nach der DE-OS 1945675 stationär und nicht mit intermittierender Abfrage arbeitet ist deren Lehre nicht auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 fibertragbar.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art so weiterzubilden, daß das Meßergebnis unabhängig von absoluten Helligkeitsänderungen ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil der Patentansprüche 1,2 bzw. 3 gelöst

Meßverfälschungen die sich ergeben könnten, wenn ein oder mehrere Fotosensoren bei zu starker Lichteinstrahlung gesättigt werden, werden durch die Erfindung ebenso verhindert wie Meßverfälschungen, die durch ein zu geringes Signal/Störungsverhältnis des Dunkelstromes verursacht werden.

Die im Anspruch 1 angegebene Lösung der Aufgabe ist dann am besten geeignet, wenn die Ladezeit oder Entladezeit, die unter dem Oberbegriff Integrationszeit zusammengefaßt werden können, der Fotosensoren bei stark variierender Objekthelligkeit ständig optimal gehalten werden soll. Bei Laufbildkameras oder Fernsehkameras, die über eine längere Zeit hinweg kontinuierlich aufnehmen, kann dies bei schwankender Objekthelligkeit während des Aufnahmevorgangs erforderlich sein. Bei anderen Kameras, beispielsweise bei Stehbildkameras oder dergleichen, findet jedoch eine Aufnahme in der Regel innerhalb eines kurzen Moments ihren Abschluß. Während dieses Moments ändert sich die Objekthelligkeit normalerweise nicht In diesen Fällen können auch die Lösungen gemäß den Ansprüchen 2 und 3 zufriedenstellende Ergebnisse bringen. Es wird hierbei die Integrationszeit der Fotosensoren auf eine lange Zeit (Anspruch 2) bzw. auf eine kurze Zeit (Anspruch 3) voreingestellt Wenn die Objekthelligkeit bei Voreinstellung auf eine lange Zeit gering, bei Voreinstellung auf eine kurze Zeit groß ist, wird die Integrationszeit auf diesem voreingestellten Wert bleiben. Ist die Objekthelligkeit jedoch im ersteren Fall groß bzw. im zweiteren Fall klein, dann wird die Integrationszeit vom großen zu einem kleineren Wert bzw. von dem kleinen zu einem größeren Wert verstellt und auf diese Weise automatisch sichergestellt daß einerseits die Sättigungsgrenze nicht überschritten wird, andererseits aber auch ein ausreichendes Signal/Stör-Verhältnis erzielt wird.
Bei dieser Lösung wird die Speicherzeit oder die Entladezeit für die elektrische Ladung bei einem jeweiligen Fotosensor in der Fotosensorenanordnung oder den Fotosensorenanordnungen automatisch entsprechend der Objekthelligkeit eingeregelt wodurch die von einem jeweiligen Fotosensor aufgenommene Lichtmenge in der Weise eingestellt wird, daß für eine Scharfeinstellungsermittlung mit hoher Genauigkeit immer ein fehlerfreies Video-Signal des Bilds unabhängig von Veränderungen der Objekthelligkeil erzielt werden kann. Der hier verwendete Ausdruck »Speicherzeit oder Entladezeit für die elektrische Ladung« bedeutet gemäß der vorstehenden Ausführungen eine Zeitdauer von dem Zeitpunkt der Entladung oder Speicherung der elektrischen Ladung an bis zu dem Zeitpunkt an dem die elektrische Ladung wieder

so entladen oder gespeichert wird, und kann auch als die Zeitdauer des Lichtempfangs mittels eines jeweiligen Fotosensors betrachtet werden. Dementsprechend wird die Speicherzeit oder Entladezeit für die elektrische Ladung automatisch dadurch eingestellt daß sie für ein helles Objekt verkürzt und für ein dunkles Objekt verlängert wird, so daß die Menge des mittels eines jeweiligen Fotosensors aufgenommenen Lichts automatisch entsprechend der Objekthelligkeit eingestellt wird. Im Vergleich zu einem Verfahren beispielsweise der direkten Einstellung der Menge des durch einen jeweiligen Fotosensor aufgenommenen Lichts über mechanische Vorrichtungen wie eine Blende ist das bei der Erfindung angewandte Verfahren sehr vorteilhaft da die Menge des von einem jeweiligen Fotosensor aufgenommenen Lichts auf rein elektrische Weise genauer eingestellt werden kann, wobei auf diese Weise eine komplizierte mechanische Anordnung weggelassen werden kann.

Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung wird die elektrische Ladungs-Speicherzeit oder -Entladezeit der Fotosensoren dadurch eingestellt, daß entsprechend der Objekthelligkeit die Abfrage-Wiederkehrzeit bei der Abtastung eines Bilds über die Fotosensorenanordnung oder Fotosensorenanordnungen automatisch verändert wird. Für die Ansteuerung der Fotosensorenanordnung sind sowohl Startimpulse als auch Abfrageimpulse notwendig. Die Startimpulse werden zum Einleiten des Abfragevorgangs angelegt Darauffolgend wird beim Anlegen der Abfrageimpulse ein jeder Fotosensor aufeinanderfolgend mittels eines entsprechenden Abfrageimpulses in elektrischer Weise angesteuert. Demnach entspricht das Intervall des Startimpuls-Erzeugungszyklus genau einer Abfrage-Wiederkehrdauer, während die elektrische Ladungs-Speicherzeit oder •Entladezeit eines jeweiligen Fotosensors in der Fotosensorenanordnung von der Abfrage-Wiederkeh.*- dauer abhängt In diesem Fall wird nach der Erzeugung eines Startimpulses die Anzahl von den Abfrageimpulsen entsprechenden, mittels eines Oszillators erzeugten Taktsignalen gezählt Wenn der Zählwert einen bestimmten Einstellwert erreicht, der natürlich ein Wert ist, der ausreichend größer als die Anzahl der in der Fotosensorenanordnung enthaltenen Fotosensoren ist, wird ein weiterer Startimpuls zur Einleitung des nächsten Abfragevorgangs erzeugt Wenn folglich beispielsweise die Frequenz der Taktsignale aus dem Oszillator, die die Frequenz der Abfrageimpulse bestimmt, entsprechend der Objekthelligkeit verändert wird, verändert dies das Intervall des Startimpuls-Generatorzyklus und daraufhin wird wiederum die Abfrage-Wiederkehrdauer so verändert, daß die elektrische Ladungs-Speicherzeit oder -Entladezeit der Fotosensoren entsprechend der Objekthelligkeit verändert wird.

Andererseits ist es auch möglich, das Startimpuls-Erzeugungszyklus-Intervall zu verändern, ohne die Frequenz der Taktsignale für die Erzeugung der Abfrageimpulse zu verändern. Gemäß den vorstehenden Ausführungen hat der Startimpuls-Erzeugungszyklus eine vorbestimmte Beziehung zu der Anzahl der zu erzeugenden Abfrageimpulse. Wenn das Objekt hell ist wird der Zählwert für die Taktsignale aus dem Oszillator, der den während der Zeitdauer von der Erzeugung eines Startimpulses bis zur Erzeugung eines weiteren Startimpulses erzeugten Abfrageimpulsen entspricht auf einen Einstellwert verschoben, der kleiner als der vorstehend angeführte Einstellwert ist, obgleich auch dieser kleinere Einstellwert ein Wert sein muß, der größer als die Anzahl der in der Fotosensorenanordnung enthaltenen Fotosensoren ist In diesem Fall wird natürlich das Startimpuls-Erzeugungszyklus-Intervall bzw. die Abfrage-Wiederkehrdauer kurzer, so daß dadurch folglich die elektrische Ladungs-Speicherzeit oder -Entladezeit verkürzt wird.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist eine Schaltungsanordnung vorgesehen, bei der die Frequenz der Abfrageimpulse und der Startimpuls-Erzeugungszyklus unabhängig voneinander verändert werden. Im Vergleich mit anderen Anordnungen zur Veränderung entweder nur der Frequenz der Abfrageimpulse oder nur des Startimpuls-Erzeugungszyklus ist diese Anordnung insofern vorteilhafter, als sie eine feinere Einstellung der vorstehend genannten elektrischen Ladungs-Speicherzeit oder -Entladezeit zuläßt

Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung nach der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert

Fig. IA ist eine schematische Darstellung des Grundaufbaus einer Ladungstransport- bzw. Ladungstransportspeicherschaltung als Beispiel für eine bei der Ermittlungsvorrichtung verwendbare Fotosensorenan-

Ordnung mit elektrischer Ladungsspeicherung;

Fig. IB ist ein Signalkurvenformdiagramm, das Kurvenformen von Ansteuerungssignalen der in Fig.IA"gezeigten Ladungstransportspeicherschaltung (CCD) und Kurvenformen eines aus dieser erzielten

ι ο Video- bzw. Bildsignals zeigt;

F i g. 2 ist eine schematische Darstellung des Zusammenhangs zwischen einem Objekt und einem Objektbild, das über eine Linse bzw. ein Objektiv auf einem Schirm ausgebildet ist;

Fig.3A zeigt bei dem in Fig.2 gezeigten Abbildungssystem den Zustand eines auf dem Schirm ausgebildeten Bilds, wenn das Objekt nicht genau scharf eingestellt bzw. fokussiert ist;
Fig.3B ist eine graphische Darstellung eines durch elektrische Abtastung des in Fig.3A gezeigten Bilds beispielsweise unter Verwendung der Ladungstransportspeicherschaltung nach Fig. IA erzielten Bildsignals;
F i g. 4A zeigt bei dem Abbildungssystem nach F i g. 2 den Zustand eines auf dem Schirm ausgebildeten Bilds, wenn das Objektiv genau scharf gestellt bzw. fokussiert ist;

F i g. 4B ist eine graphische Darstellung eines durch elektrische Abtastung des in Fig.4A gezeigten Bilds unter Anwendung beispielsweise der Ladungstransportspeicherschaltung nach F i g. 1A erzielten Bildsignals;

F i g. 5A ist ein Schaltbild, das ein im Prinzip auf den Fig.2 bis 4 beruhendes Ausführungsbeispiel für die Ermittlungsvorrichtung und insbesondere die elektrisehe Schaltungsanordnung bei dem Ausführungsbeispiel ist;

Fig.5B ist ein Kurvenformdiagramm, das die Kurvenformen bei Betrieb der Scharfeinstellungs-Ermittlungsvorrichtung nach F i g. 5A erzielter Ausgangssignale jeweiliger Schaltungsblöcke zeigt;

F i g. 6A ist ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform einer automatischen Abfrage-Steuerschaltung, die bei der Scharfeinstellungs-Ermittlungsvorrichtung als ein wesentlicher Bestandteil verwendet ist;

Fig.6B ist einKurvenformdiagramm von Kurvenformen von Ausgangssignalen, die aus jeweiligen Schaltungsblöcken in der Scharfeinstellungs-Ermittlungsvorrichtung und der automatischen Abfrage-Steuerschaltung nach F i g. 6A bei Betrieb der Ermittlungsvorrichtung erzeugt werden;

F i g. 7 ist ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform der automatischen Abfrage-Steuerschaltung;

Fig.8 ist ein Schaltbild einer dritten Ausführungsform der automatischen Abfrage-Steuerschaltung;

Fig.9A ist ein Schaltbild einer Ausführungsform einer automatischen Rücksetzschaltung, die zum automatischen Rücksetzen der in F i g. 6A oder 7 gezeigten automatischen Abfrage-Steuerschaltung vorgesehen ist; Fi g. 9B ist ein Kurvenformdiagramm von Kurvenformen von Ausgangssignalen, die von jeweiligen Schaltungsblöcken in der Scharfeinsteliungs-Ermittlungsvorrichtung und der in Fig.9A gezeigten automatischen Rücksetzschaltung erzeugt werden, wenn die Ermittlungsvorrichtung in Betrieb ist;

Fig. 1OA ist ein Schaltbild einer vierten Ausführungsform der automatischen Abfrage-Steuerschaltung;

Fig. 1OB ist ein Kurvenformdiagramm von Kurvenformen von Ausgangssignalen, die aus jeweiligen

Schaltungsblöcken in der Scharfeinstellungs-Ermittlungsvorrichtung, der in Fig. 1OA gezeigten automatischen Abfrage-Steuerschaltung und der automatischen RUcksetzschaltung erzeugt werden, wenn die Ermittlungsvorrichtung in Betrieb ist;

F i g. 11 ist ein Schaltbild einer fünften Ausführungsform der automatischen Abfrage-Steuerschaltung, bei dem die in F i g. 6A gezeigte Steuerschaltung mit der in F i g. 1OA gezeigten Steuerschaltung kombiniert ist, um eine Steuerung in feiner geteilte Stufen zu ermöglichen;

Fig. 12A ist eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Scharfeinstellungs-Ermittlungsvorrichtung bei der Anwendung an einer sogenannten Entfernungsmesser-Scharfeinstellungs-Ermittlungsvorrichtung und zeigt insbesondere die Grundanordnung des optischen Systems derselben;

Fig. !28 ist ein Schaltbild des elektrischen Schaltungsaufbaus der in Fig. 12A gezeigten Entfernungsmesser-Scharfeinstellungs-Ermittlungsvorrichtung;

Fig. 12C ist ein Kurvenformdiagramm von Kurvenformen von Ausgangssignalen, die von jeweiligen Schaltungsblöcken in dieser Scharfeinstellungs-Ermittlungsvorrichtung beim Betrieb derselben erzeugt werden.

Anhand der F i g. 1A und 1B werden der Grundaufbau und das Funktionsprinzip einer Ladungstransportspeicherschaltung (CCD, die nachstehend abgekürzt als Ladungstransportschaltung bezeichnet wird) als typisches Beispiel von Fotosensorenanordnungen mit elektrischer Ladungsspeicherung beschrieben, die bei der Ermittlungsvorrichtung praktisch anwendbar sind. Die Ladungstransportschaltung ist eine MOS-Kondensator-Halbleiter-Vorrichtung, die hauptsächlich aus Elektroden aus Aluminium oder dergleichen zusammengesetzt ist, die über einen aus SiO₂ oder dergleichen bestehenden Isolator auf einer Halbleiter-Grundplatte aus Si aufgereiht sind, und die dadurch elektrische Ladung speichert, daß Licht auf ihre Verarmungsschicht aufgebracht wird, die erzeugt wird, wenn den Elektroden eine Spannung zugeführt wird. Danach wird ein elektrisches Feld durch Anlegen unterschiedlicher Spannungen an die anderen Elektroden so angelegt, daß die gespeicherte Ladung bewegt wird. Die Ladungstransportschaltung führt kombiniert die Funktionen des Speicherns elektrischer Ladung im Ansprechen auf Licht, d.h. eine lichtelektrische Wandlerfunktion, und der Übertragung bzw. des Transports der gespeicherten elektrischen Ladung, d. h. eine Selbstabtastfunktion aus. Die Ladungstransportschaltung ist nicht nur zur Ermittlung der Helligkeit eines Bilds in zeitlicher Aufeinanderfolge durch ihre Anordnung zu einer aufgereihten Form geeignet, sondern auch zu einer nachfolgenden Ermittlung der Schattierungsverteilung in einem Bild.

In der Fig. IA bezeichnet 1 die Ladungstransportschaltung bzw. Ladungstransportspeicherschalning in ihrer Gesamtheit; 2 bezeichnet einen Fotosensorenteil der Ladungstransportschaltung aus π Sensoren 2i bis I_n-3 und 3' bezeichnen Übertragungsschaltglieder, die an beiden Seiten des Fotosensorentefls angeordnet sind und die dazu dienen, die in dem Fotosensorenteil 2 gespeicherten elektrischen Ladungen zu Übertragungsbereichen 5 und 5' zu übertragen, wenn über Eingangsanschlüsse 4 bzw. 4' Steuersignale oder Schaltsignale (Startimpulse (a) und (b) nach Fig.IB) zugeführt werden. Wenn Übertragungssignale (Abfrageimpulse (c) und (d) nach Fig. IB) Eingangsanschlüssen 6,6', 7 und T der Übertragungsabschnitte 5 und 5' zugeführt werden, werden die elektrischen Ladungen in den Übertragungsabschnitten 5 und 5' fortschreitend zu deren Ausgangsseite hin transportiert. Auf diese Weise werden die elektrischen Ladungen der Sensoren fortschreitend einem Ausgabeabschnitt 8 zugeführt, wobei die elektrische Ladung eines näher an der Ausgabeseite liegenden Sensors zuerst zugeführt wird und diejenige eines weiter von der Ausgabeseite abliegenden Sensors später zugeführt wird. Diese

,o elektrische Ladungen werden daher als zeitlich serielles Signal (gemäß der Darstellung bei (e) in F i g. 1 B) aus einem an den Ausgabeabschnitt 8 angeschlossenen Ausgabeanschluß 9 abgegeben. Zur Durchführung der fortschreitenden aufeinanderfolgenden Übertragung der elektrischen Ladungen zu der Ausgabeseite hin muß in jedem dieser Übertragungsabschnitte 5 und 5' ein nuSüiinitt ohne eieiCtnsciic i_<Huung zwiscuen einer otuis und einer weiteren Stufe angeordnet werden. Zu diesem Zweck werden die Signale des Fotosensorenteils 2 in zwei Kanäle aufgeteilt, um die Signale mit ungerader

Nummer getrennt von denjenigen mit gerader Nummer

zu übertragen, und danach an dem Ausgabeabschnitt 8 kombiniert

Die Schaltsignale (Startimpulse) und die Übertra-

gungssignale (Abfrageimpulse), die zur Ansteuerung der Ladungstransportschaltung 1 notwendig sind, und die durch die Übertragungssignale erzielten, zeitlich aufgereihten Ausgangssignale der Ladungstransportschaltung 1 sind in F i g. 1B gezeigt. In der F i g. 1B stellen (a) und (b) jeweils die Schaltsignale (Startimpulse) dar, die den Eingangsanschlüssen 4 und 4' der Übertragungsschaltglieder 3 und 3' zugeführt werden, während (c) und (d) die Übertragungssignale (Abfrageimpulse) darstellen, die von den Eingangsanschlüssen 6,7,6' und T den Übertragungsabschnitten 5 bzw. 5' zugeführt werden. Demnach entsprechen Signale gleicher Intervalle, die während der ubertragungsperiode der Übertragungssignale erzeugt werden, den Taktsignalen aus einem Oszillator. Ferner wird nach der Erzeugung eines Schaltsignals die Anzahl der Taktsignale des Oszillators gezählt, die den Übertragungssignalen entsprechen, und das nächste Schaltsignal wird erzeugt, wenn der Zählwert den vorbestimmten Wert erreicht der größer als die Anzahl π der Sensoren 2\ bis 2„ in dem Fotosensorenteil 2 ist Demnach ist die Lichtempfangszeit oder Lichtaufnahmezeit d.h. die elektrische Ladungs-Speicherzeit der Sensoren 2\ bis 2„ an dem Fotosensorenteil 2 fest abhängig von der Abfrage-Wiederkehrzeitdauer, die dem zyklischen Intervall entspricht mit dem die Schaltsignale (a) und (b) erzeugt werden. Andererseits hängt der Erzeugungszyklus der

Schaltsignale (a) und (b) von der Frequenz der mittels

des Oszillators erzeugten Taktsignale ab.

Die Kurvenform (e) zeigt ein zeitlich serielles bzw.

Zeitfolgesignal, das fiber den Ausgabeabschnitt 8 erzeugt wird Das Zeitfolgesignal (e) ist ein zusammengesetztes Signal aus elektrischen Ladungen, die mittels der Übertragungssignale (c) und (d) übertragen und von den näher an der Ausgangsseite angeordneten Sensoren ab in den Ausgabeabschnitt 8 eingespeist werden.

Wenn folglich unter Ausbildung eines Bildes eines Objekts auf der Bildempfengsfläcne der Ladungstransportschaltung 1 diese durch Einspeisen der Schaltsignale (a) und (b) und der Übertragungssignale (c) und (d)

angesteuert wird, werden von der Ladungstransportschaltung 1 nacheinander Signale erzeugt, die jeweils der Helligkeit eines jeweiligen entsprechenden kleinen Bildabschnitts des Bildes entsprechen, und auf diese

Weise durch Abtastung des Bildes Video- oder Bildsignale des Bilds erzielt

Das Funktionsprinzip der Ladungstransportschaltung ist im vorstehenden beschrieben. Eine Eimerkettenschaltung (BBD) arbeitet nahezu auf gleiche Weise wie die Ladungstransportschaltung (CCD). Im Falle einer Fotodiodenanordnung, die im Ladungs-Speicherbetrieb arbeitet, werden die vorgenannten Abfrageimpulse als Schiebeimpulse für ein Schieberegister verwendet, um damit eine stufenweise aufeinanderfolgende Verschiebung des Schieberegisters zu bewirken, so daß das Ausgangssignal einer jeweiligen Fotodiode in zeitlich serieller Weise mit einem Analogschalter abgenommen werden kann, der an die jeweilige Fotodiode angeschlossen ist und ein- und ausgeschaltet wird. Die Einzelheiten dieses Aufbaus sind in dem Datenkatalog der Firma Fairchiid Co, »Seif-Scanned Linear Photodiode Arrays, FPA 601/602«, vom März 1971 beschrieben, während die Funktionsprinzipien desselben nachstehend erläutert werden. Es können daher unter Anwendung einer Eimerkettenschaltung oder einer derartigen Fotodiodenanordnung Bildsignale eines Bilds durch elektrische Abtastung bzw. Abfragung des Bilds auf nahezu die gleiche Weise wie im Falle der Ladungstransportschaltung (CCD) erzielt werden.

Bei der der vorstehenden Beschreibung entsprechenden Funktion der Fotosensorenanordnung wie der Ladungstransportschaltung, der Eimerkettenschaltung oder der Fotodiodenanordnung wird das Anwendungsprinzip der Fotosensorenanordnung für eine Scharfeinstellungs-Ermittlungsvorrichtung, bei der beispielsweise die Scharfeinstellungsermittlung durch Ermitteln einer Veränderung der Schärfe eines Bilds erfolgt, im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig.2 bis 4 beschrieben.

In der F i g. 2, die den Zusammenhang zwischen einem Objekt und seinem mittels einer Linse oder einem Objektiv auf einem Schirm ausgebildeten Bild zeigt, bezeichnet 10 ein Objekt mit einem bestimmten Schattierungsmuster. Ein Abbildungs-Objekt 11 wird zur Ausbildung eines Bilds 12 des Objekts 10 auf einem Schirm 13 verwendet Wenn abhängig von der Lage des Abbildungs-Objektivs II das Bild 12 auf dem Schirm 13 außerhalb des Scharfeinstellungspunktes liegt, besteht gemäß der Darstellung in P i g. 3A ein Bereich mittlerer Helligkeit zwischen dem hellsten Bereich und dem dunkelsten Bereich in dem Bild auf dem Schirm 13. Wenn die Lage des Abbildungs-Objektivs auf seiner optischen Achse so eingestellt ist, daß eine Scharfeinstellung auf dem Schirm 13 erfolgt, wird an dem Schirm 13 gemäß der Darstellung in F i g. 4A ein scharfes Bild 12 mit einem Schattierungsmuster erzielt, das dem Schattierungsmuster des Objekts 10 entspricht

Wenn daher unter Anordnung der vorstehend genannten Fotosensorenanordnung in der Lage des Schirms 13 das Bild auf elektrische Weise mit Hilfe der Fotosensorenanordnung abgetastet wird, wird das aus der Fotosensorenanordnung erzielte Bildausgangssignal zu dem in der Rechteck- oder Säulendarstellung (a) in Fig.3B gezeigten, wenn das Bildmuster dem in Fig.3A gezeigten entspricht Danach wird durch Hindurchleiten des Bildausgangssignals fiber ein Tiefpaßfilter od. dgL eine Signal-Spitzenhüllkurve gemäß der Darstellung durch die Kurve (b) in F i g. 3B erzielt

Wenn andererseits das Muster des Bilds 12 dem in Fig.4A gezeigten entspricht, wird das aus der Fotosensorenanordnung erzielte Bildausgangssignal zu dem durch die Säulendarstellung (a) in F i g. 4 gezeigten.

Danach wird gleichfalls durch Hindurchführen des Bildausgangssignals durch eine Tiefpaßfilter od. dgl. eine Spitzenhüllkurve gemäß der Darstellung durch die Kurve (b) in F i g. 4B erzielt Die in den F i g. 3B und 4B gezeigten Spitzenhüllkurven (b) werden dadurch erreicht, daß die Signale mittels eines Verstärkers verstärkt werden, nachdem sie über das Tiefpaßfilter geleitet wurden.
Wenn das Bild 12 auf der Fotosensorenanordnung

ίο scharf ausgebildet ist, ändert sich — wie aus dem Vergleich zwischen den F i g. 3B und 4B ersichtlich ist — das Bildausgangssignal (a) im Falle der F i g. 4B plötzlich an einer Grenze zwischen hellen und dunklen Musterteilbereichen. Wenn ein Spitzenhüllkurvensignal

(b) des Bildausgangssignals (a) Ober eine Differenzierschaltung differenziert wird, erreicht folglich die Amplitude des Differenzierimpulses ihren Maximalwert wenn das Bild 12 am schärfsten ist Dann ist das mittels des Objektivs 11 auf dem Schirm 13 ausgebildete Bild 12 des Objekts 10 im Zustand schärfster Abbildung.

Nunmehr wird anhand der Fig.5A und 5B ein Ausführungsbeispiel der Scharfeinstellungs-Ermittlungsvorrichtung, das auf dem vorstehend angeführten Funktionsprinzip beruht wie folgt beschrieben:

In der F i g. 5A bezeichnet 14 ein Abbildungs-Objektiv, das entlang seiner optischen Achse O verstellbar ist; 15 bezeichnet eine Fotosensorenanordnung wie eine Ladungsträgerschaltung (CCD) oder dergleichen, die in einer Stellung zur Aufnahme eines mittels des Objektivs 14 ausgebildeten und auf der Anordnung fokussieren Bilds eines nicht gezeigten Objekts angebracht ist; 16 bezeichnet eine Treiberschaltung, die an Eingangsanschlüsse der Fotosensorenanordnung 15 angeschlossen ist und die mittels eines von außen zugeführten Taktsignals (F i g. 5B (a)) Startimpulse (F i g. 5B (b)) und Abfrageimpulse (Fig.5B (c)) zur Ansteuerung der Sensorenanordnung 15 erzeugt 17 bezeichnet eine Abfrage/Halte-Schaltung, die dafür vorgesehen ist das Bildausgangssignal der Fotosensorenanordnung 15 in ein Signal (F i g. 5B (e)) mit 100% Einschaltfaktor bzw. Tastverhältnis umzuwandeln, da das Bildausgangssignal ein impulsartiges Signal (F i g. 5B (d) oder F i g. 3B (a) bzw. 4B (a)) mit 25 bis 50% Einschaltfaktor ist Die Abfrage/Halte-Schaltung 17 setzt das Bildausgangssignal aus der Sensorenanordnung in ein Signal mit 100% Einschaltfaktor um und erzeugt das umgesetzte Signal als Ausgangssignal dadurch, daß sie im Ansprechen auf den die Fotosensorenanordnung ansteuernden Abfrageimpuls das Ausgangssignal eines jeweiligen Sensorelements der Fotosensorenanordnung 15 aufnimmt und das Ausgangssignal des betreffenden Sensorelements bis zur Zufuhr des nächsten Abfrageimpulses speichert Ferner ist im Falle einer Fotosensorenanordnung, die aus einer Kombination von Fotodioden mit einer Ladungstransportspeicherschaltung gebildet ist das aus einer derartigen Kombination erzielte Bildausgangssignal schon ein Signal mit 100% Einschaltfaktor, so daß daher die Abfrage/Halte-Schaltung 17 weggelassen werden kann.

18 bezeichnet ein Tiefpaßfilter, das dazu vorgesehen ist eine Spitzenhüllkurve gemäß der Darstellung in F i g. 5B (f) aus den Ausgangssignalen der Abfrage/Halte-Schaltung 17 zu erhalten; 19 bezeichnet einen Verstärker zur Verstärkung des Ausgangssignals des Tiefpaßfilters 18; 20 bezeichnet eine Differenzierschaltung, die dazu dient, durch Differenzieren des Ausgangssignals (Fig.5B (g)) des Verstärkers 19 das Ausmaß der Bildschärfe zu ermitteln; 21 bezeichnet eine

Spitzenwert-Halteschaltung, die nacheinander die Spitzenwerte der Ausgangssignale (Fig.5B (h)) der Differenzierschaltung 20 speichert, wobei die Spitzenwerte mittels eines in der Spitzenwert-Halteschaltung 21 angebrachten Kondensators CO gespeichert werden. Das Tiefpaßfilter 18, der Verstärker 19, die Differenzierschaltung 20 und die Spitzenwert-Halteschaltung 21 haben gemäß der ins einzelne gehenden Darstellung in' der Zeichnung bekannten Aufbau, so daß ihre ausführliche Beschreibung hier weggelassen werden kann.

22 ist ein Schalter, der als Analog-Schaltglied zum Löschen des mittels der Spitzenwert-Halteschaltung 21 gespeicherten Spitzenwerts (Fig.5B (i)) dient Der Schalter 22 ist an dem in der Spitzenwert-Halteschaltung 21 angeordneten Spitzenwert-Speicherkondensator CO angeschlossen und wird eingeschaltet, wenn an seinen Steueranschluß C ein Signal angelegt wird. Wenn der Schalter 22 eingeschaltet wird, wird die in dem Kondensator gespeicherte elektrische Ladung äugenblicklich entladen, wodurch der mittels der Spitzenwert-Halteschaltung 21 gespeicherte Spitzenwert gelöscht wird. 23 bezeichnet ein Schieberegister, das zur Einstellung zeitlichen Steuerung für das Einschalten des Schalters 22 vorgesehen ist Das Schieberegister 23 nimmt sowohl den Startimpuls als auch die Abfrageimpulse für die Ansteuerung der Fotosensorenanordnung 15 auf und erzeugt ein Steuersignal für das Einschalten des Schalters 22, wenn eine vorbestimmte Anzahl von Abfrageimpulsen nach der Einspeisung eines Startimpulses zugeführt worden ist, d. h nach einer bestimmten Zeitdauer τ nach Erzeugung eines Startirnpulses (s. Fig.5B (i)). Somit wird nach einer mittels des Schieberegisters 23 verursachten Verzögerungs-Zeitdauer τ nach Erzeugung des Startimpulses (d.h. zu einem Zeitpunkt der Einleitung einer neuen Abtastung) im Ansprechen auf dieses Steuersignal der Schalter 22 eingeschaltet und an der Spitzenwert-Halteschaltung 21 der bis dahin eingespeicherte Spitzenwert gelöscht

24 bezeichnet eine Abfrage/Halte-Schaltung für das Abfragen und Speichern des Ausgangssignals der vorgenannten Spitzenwert-Halteschaltung 21. Die Abfrage/Halte-Schaltung 24 ist so ausgelegt, daß sie das Ausgangssignal der Spitzenwert-Halteschaltung 21 aufnimmt und es bis zur Einspeisung des nächsten 4S Startimpulses speichert Demgemäß wird zum Zeitpunkt des Beginns eines jeweiligen Abfragevorgangs der Spitzenwert, der durch den vorhergehenden Abfragevorgang erzielt wurde und vor der Löschung mittels des Schalters 22 in der Spitzenwert-Halteschal- -» tung 21 gespeichert wurde, in der Abfrage/Halte-Schaltung 24 abgefragt und gespeichert 25 bezeichnet ein Meßwerk, das an den Ausgangsanschluß der Abfrage/ Halte-Schaltung 24 angeschlossen ist, so daß durch die Auslenkung seines Zeigers 25a der Fokussierzustand des Objektivs 14 hinsichtlich des Objekts angezeigt wird.

26 bezeichnet eine automatische Abfrage-Steuerschaltung, die einen wesentlichen Teil der mittels der Ermittlungsvorrichtung herbeigeführten Verbesserung darstellt Die automatische Abfrage-Steuerschaltung 26 erfaßt das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 18 und dient zur Veränderung der Abfrage-Wiederkehr-Dauer, wenn das Ausgangssignal irgendeines der Fotosensorelemente der Fotosensorenanordnung 15 einen voreingestellten Pegel überschreitet, der geringfügig niedriger als der Sättigungspegel der Fotosensorenelemente ist. Dadurch wird damit die wirksame Lichtaufnahmezeit eines jeden Fotosensorelements in der Fotosensorenanordnung 13, d.h. die der vorstehenden Beschreibung entsprechende elektrische Ladungs-Speicherzeit verkürzt um zu verhindern, daß die in den Fotosensorenelementen gespeicherte elektrische Ladung in einen Sättigungszustand gelangt; auf diese Weise können immer adäquate bzw. entsprechende Bildausgangssignale erzielt werden. Weitere Einzelheiten dieser Funktion werden im Zuge der Beschreibung weiterer Ausführungsbeispiele der Schaifeinstellungs-Ermittlungsvorrichtung erläutert 26s bezeichnet einen Rücksetzanschluß. Wenn über diesen Rücksetzanschluß 26a ein Rücksetzsignal eingespeist wird, wird die automatische Abfrage-Steuerschaltung 26 in ihren ursprünglichen Zustand rückgesetzt

Wenn bei der gemäß der vorstehenden Beschreibung aufgebauten ScharfeinsteUungs-Ermittlungsvorrichtung unter Aufnahme eines gemäß der Zeichnung mittels des Objektivs 14 ausgebildeten Objektbilds durch die Fotosensorenanordnung 15 aus der automatischen Abfrage-Steuerschaltung 26 Taktsignale einer voreingestellten Frequenz gemäß der Darstellung durch (a) in Fig.5B der Treiberschaltung 16 zugeführt werden, erzeugt diese Sftrtimpulse bzw. Abfrageimpulse gemäß der Darstellung durch (b) und (c) in F i g. 5B und führt sie der Fotosensorenanordnung 15 zu. Daraufhin gibt die Fotosensorenanordnung 15 im Ansprechen auf jeweilige Abfrage-Impulse die in einem jeweiligen Fotosensorenelement gespeicherte elektrische Ladung nacheinander in zeitlicher Aufeinanderfolge ab. Die Abfrage/Halte-Schaltung 17 spricht dann auf einen jeweiligen Abfrageimpuls in der Weise an, daß sie das Ausgangssignal eines jeweiligen Fotosensorenelements aufnimmt und es bis zur Einspeisung des nächsten Abfrageimpulses speichert Auf diese Weise wird das Bildausgangssignal gemäß der Darstellung durch (d) in F i g. 5B in ein Signal mit 100% Einschaltfaktor gemäß der Darstellung durch (e) in F i g. 5B umgesetzt Das umgesetzte Signal wird dann dem Tiefpaßfilter 18 zugeführt Nach Aufnahme des Signals aus der Abfrage/Halte-Schaltung 17 wird mittels des Tiefpaßfilters 18 die Spitzenhüllkurve des Signals gemäß der Darstellung in Fig.5B (f) erhalten. Die Spitzenwerthüllkurve wird mittels des Ve 'stärkers 19 entsprechend der Darstellung in F i g. 5B (g) verstärkt und dann der Differenzierschaltung 20 zur Ermittlung der Bildschärfe zugeführt Die Differenzierschaltung 20 erzeugt daraufhin ein Ausgangssignal, das gemäß der Darstellung in Fig.5B (h) eine plötzliche Veränderung vom Positiven zum Negativen zu einem Zeitpunkt erfährt, sin dem die Richtung des Ausgangssignals des Verstärkers 19 wechselt; die Amplitude des Signals der Differenzierschaltung 20 entspricht dabei dem Ausmaß der Bildschärfe. Der Spitzenwert des Ausgangssignals der Differenzierschaltung 20 wird mittels des Kondensators CO in der Spitzenwert-Halteschaltung 21 gespeichert Daraus ergibt sich daher das Ausgangssignal der Spitzenwert-Halteschaltung 21 gemäß der Darstellung in Fig.5B (i). Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird ein erster Abfragevorgang abgeschlossen. Zum Abschluß des Abfragevorgangs ist jedoch der mittels der Spitzenwert-Halteschaltung 21 gespeicherte Wert noch nicht von der Abfrage/Halte-Schnltung 24 aufgenommen worden. Das Ausgangssignal der Abfrage/Halte-Schaltung 24 ist daher gleich Null, so daß der Zeiger 25a des Meßwerks 25 auf den Nullpunkt zeigt

Wenn zu Beginn des nächsten Abfragevorgangs von der Treiberschaltung 16 ein Startimpuls erzeugt wird,

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spdcht die Abfrage/Halte-Schaltung 24 darauf dadurch an, daB sie den Speicherwert aus dem vorhergehenden Abfragevorgang aufnimmt, so daB dadurch das Ausgangssignal der Abfrage/Halte-Schaltung 24 zu dem in Fig.5B Q) gezeigt wird. Ii ■; Ansprechen auf dieses Ausgangssignal beginnt eine Auslenkung des Zeigers 25a, so daB dieser schließlich das Ausmaß der Bildschärfe an der Fotosensorenanordnung 15 anzeigt

Andererseits erzeugt nach der Erzeugung des vorstehend genannten Startimpulses das Schieberegister 23 ein Steuersignal und führt es dem Schalter 22 zu, nachdem eine bestimmte Verzögerungszeitdauer τ abgelaufen ist Daraufhin schaltet im Ansprechen auf das Steuersignal der Schalter 22 ein, wodurch der Kondensator CO entladen wird und der Speicherwert der Spitzenwert-Halteschaltung 21 gelöscht wird (s. Fig.5B(i)X

Auf diese Weise wird für jede Abtastung das Bildausgangssignal der Fotosensorenanordnung 15 verarbeitet Das Ausmaß der Bildschärfe an der Fotosensorenanordnung 15 wird mittels des Meßwerks 25 jedesmal bei Vollendung einer Abtastung bzw. Abfrage angezeigt Wenn bei der Wiederholung dieses Abfragevorgangs das Objektiv 14, das in einer durch die ausgezogene Linie in F i g. 5A gezeigten Lage außerhalb der Scharfeinstellung gestanden hat, in Richtung des Pfeils A zu einer Scharf eins tellungs-Lage gemäß der Darstellung durch die gestrichelten Linien in Fig.5A verschoben wird, wird die Bildschärfe allmählich verbessert Dies wiederum bewirkt, daß das Bildausgangssignal der Fotosensorenanordnung 15 allmählich ansteigt Daraufhin wird das Ausgangssignal der Abfrage/Halte-Schaltung 24 gleichfalls allmählich größer und der Zeiger 25a des Meßwerks 25 zeigt einen größeren Ausschlag. Daher kann das schärfste Bild an der Fotosensorenanordnung 15 dadurch erzielt werden, daB das Objektiv 14 entlang seiner optischen Achse O unter Überwachung der Auslenkung des Zeigers 25a verschoben wird und in eine Lage gestellt wird, bei der der Zeiger 25a des Meßwerks 25 den maximalen Ausschlag hat Damit wird das Objektiv 14 in seine Scharfeinstellungs-Lage eingestellt

Die vorstehende Beschreibung betrifft die Funktion der Ermittlungsvorrichtung unter normalen Bedingungen. Wie jedoch schon ausgeführt wurde, besteht bei einer elektrischen Ladungs-Speicher-Fotosensorenanordnung eine Begrenzung hinsichtlich der Menge der in einem die Fotosensorenanordnung bildenden jeweiligen Fotosensorenelement speicherbaren elektrischen Ladung, wobei eine derartige Beschränkung bzw. ein derartiger Sättigungspegel der elektrischen Ladung im voraus festliegt Wenn ein derartiger Sättigungspegel Oberschritten wird, fließt der Überschuß an elektrischer Ladung eines Fotosensorenelements ab und wird in ein weiteres Element versetzt, so daß die sogenannte Überstrahlungserscheinung auftritt, die es bekanntermaßen schwer möglich macht, ein adäquates Bildsignal zu erhalten.

Daher pflegt auch im Falle der vorstehend beschriebenen Scharfeinstellungs-Ermittlungsvorrichtung bei fester Einstellung der elektrischen Ladungs-Speicherzeit eines jeweiligen Fotosensorenelements die Überstrahlungserscheinung aufzutreten, die es unmöglich macht, eine genaue Scharfeinstellungsermittlung durchzuführen, wenn die Ermittlungsvorrichtung an einem hellen Objekt angewandt wird.

Andererseits hängt gemäß der vorstehenden Beschreibung im Zusammenhang mit den F i g. 1A und 1B die elektrische Ladungs-Speicherzeit eines jeweiligen Fotosensorenelements von der Abfrage-Wiederkehrdauer ab, die gemäß der Darstellung in F i g. 5B (b) dem Startimpuls-Erzeugungszyklus-Intervall entspricht Dabei hängt der Startimpuls-Erzeugungszyklus von der Frequenz der Taktsignale (Fig.5B (a)) ab, die mittels eines Oszillators erzeugt werden und die den Abfrageimpulsen gemäß der Darstellung in Fig.5B (c) entsprechen. Demgemäß kann der Startimpuls-Erzeugungszyklus durch Veränderung der Frequenz der Taktsignale verstellt werden; ferner kann er durch Veränderung der Beziehung zwischen den Startimpulsen und den Abfrageiinpulsen, d. h. durch Veränderung der Zählungsanzahl der Taktimpulse für die Festlegung des Startimpuls-Erzeugungszyklus eingestellt werden.

Damit ist mittels einer derartigen Veränderung oder Einstellung die elektrische Ladungs-Speicherzeit dieser Fotosensorenelemente einstellbar. Wenn daher bei der Ermittlung der Bildausgangssi-

gnale der Fotosensorenanordnung das Ausgangssignal irgendeines der Sensorenelemente als Ober einem voreingestellten Pegel (der geringfügig niedriger als der Sättigungspegel der Fotosensorenelemente eingestellt ist) ermittelt wird, kann die elektrische Ladungs-Speicherzeit der Fotosensorenelemente zum Verhindern der Erzeugung eines fehlerhaften Signals automatisch dadurch verkürzt werden, daß entweder die Frequenz der Taktsignale gesteigert wird oder die zur Bestimmung des Startimpuls-Erzeugungszyklus erforderliche Taktsignal-Zählungsanzahl verringert wird. Diese Funktion wird mittels der automatischen Abfrage-Steuerschaltung 26 ausgeführt, die in Fig.5A gezeigt ist Einzelheiten dieser Steuerschaltung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang

mit den weiteren Figuren.

Die F i g. 6A und 6B zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel dieser automatischen Abfrage-Steuerschaltung. In Fig.6A bezeichnet 261 die automatische Abfrage-Steuerschaltung in ihrer Gesamtheit; 27 bezeichnet eine Bezugsspannungs-Einstellschaltung, mit der eine Bezugsspannung Vref. 1 eingestellt wird, die geringfügig niedriger als der Sättigungspegel eines jeweiligen Fotosensorenelements ist; 28 bezeichnet einen Vergleicher, der das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 18 mit der mittels der Bezugsspannungs-Einstellschaltung 27 eingestellten Bezugsspannung Vref. 1 vergleicht und der so aufgebaut ist, daß er ein Signal hohen Pegels gemäß der Darstellung in Fig.6B (g) erzeugt, wenn das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 18 die Bezugsspannung Vref. 1 überschreitet; 29 bezeichnet ÄS-Flip-Flop, das im Setzzustand aus seinem Ausgangsanschluß Q ein Signal hohen Pegels gemäß der Darstellung in Fig.6B (h) abgibt; 29a bezeichnet einen Rücksetzanschluß des Flip-Flops 29. 30 bezeichnet ein D-Flip-Flop, das nach Zuführung eines Signals hohen Pegels aus dem Flip-Flop 29 aus seinem Ausgangsanschluß Q synchron mit dem von der Treiberschaltung 16 erzeugten Startimpuls (Fig.6B (b)) ein Signal hohen Pegels gemäß der Darstellung in Fig.6B (i) abgibt. 31 bezeichnet eine Frequenzwählschaltung mit folgenden Schaltungselementen: einem Oszillator 32, der Taktsignale einer voreingestellten Frequenz f\ erzeugt; einer Frequenzteilerschaltung bzw. einem Zähler 33, der die von dem Oszillator 32 erzeugten Taktsignale auf eine niedrigere Frequenz fl teilt; einem UND-Glied 34, das das Ausgangssignal aus dem Anschluß Q des Flip-Flops 30 aufnimmt und die Taktsignale aus dem Oszillator 32 abgibt, wenn das Ausgangssignal an dem Anschluß Q

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hohen Pegel hat; einem UND-Glied 35, das gleichfalls das Ausgangssignal des Flip-Flops 30 fiber einen Inverter 36 aufnimmt und die aus dem Zähler 33 kommenden Taktsignale ausgibt, wenn das Ausgangssignal des Inverters 36 hohen Pegel, d.h. das Ausgangssignal Qdes Flip-Flops 30 niedrigen Pegel hat; und einem ODER-Glied 37, das die Ausgangssignale dieser UND-Glieder 34 und 35 der Treiberschaltung 16 zuführt

Wenn bei der automatischen Steuerschaltung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau während des Abtastvorgangs für ein Bild keines der Ausgangssignale der Fotosensorenelemente in der Fotosensorenanordnung 15 dis an der Bezugsspannungs-Einstellschaltung 27 eingestellte Bezugsspannung Vref. 1 fibersteigt, ist das Ausgangssignal des Vergleichers 28 auf niedrigem Pegel. Daher sind die Ausgangssignale Q (d.h. die Ausgangssignale aus den AusgangsanschJüssen Q) der Flip-Flops 29 und 30 gleichfalls auf niedrigem Pegel und das UND-Glied 34 bleibt ausgeschaltet Dabei bewirkt das Ausgangssigna] hohen Pegels aus dem Inverter 36 das Einschalten des UND-Gliedes 35. Dadurch gibt das UND-Glied 35 das Ausgangssignal des Zählers 33 ab, das Taktsignale mit der Frequenz /2 darstellt, die der Treiberschaltung 16 zugeführt werden; die Abtastung bzw. Abfrage erfolgt mit einer verhältnismäßig geringen Geschwindigkeit, woraus sich ein längeres Startimpuls-Erzeugungszyklus-Intervall ergibt, das wiederum eine lange elektrische Ladungs-Speicherzeit für ein jeweiliges Fotosensorenelement zuläßt

Wenn dann während des Abfragevorgangs das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 18 gemäß der Darstellung in Fig.6B (f) die Bezugsspannung Vref. 1 übersteigt, nimmt gemäß der Darstellung in F i g. 6B (g) das Ausgangssignal des Vergleichers 28 hohen Pegel an. Im Ansprechen darauf nimmt gemäß der Darstellung in Fig.6B (h) das Ausgangssignal Q des Flip-Flops 29 hohen Pegel an. Danach erzeugt zu Beginn des nächsten Abfragevorgangs das Flip-Flop 30, das das Ausgangssignal hohen Pegels des Flip-Flops 29 aufnimmt im Ansprechen auf den von der Treiberschaltung 16 erzeugten Startimpuls ein Ausgangssignal Q hohen Pegels gemäß der Darstellung in Fig.6Et (i). Dadurch kommt das Ausgangssignal des Inverters 36 auf niedrigen Pegel, so daß das UND-Glied 35 ausgeschaltet bzw. gesperrt wird, während zugleich damit das UND-Glied 34 eingeschaltet bzw. geöffnet wird. Daraufhin gibt das ODER-Glied 37 das Ausgangssignal des Oszillators 32 ab, d. h. Taktsignale mit der Frequenz f\ gemäß der Darstellung in F i g. 6B (a). Wie aus (c), (d) und (e) in Fig.6B ersichtlich ist, steigt damit die Abfragegeschwindigkeit an, wobei folglich das Startimpuls-Erzeugungszyklus-Intervall, d. h. die Abfrage-Wiederkehrdauer kürzer wird, so daß die elektrische Ladungs-Speicherzeit der Fotosensorenelemente kürzer wird. Das Verkürzungsausmaß bei der elektrischen Ladungs-Speicherzeit entspricht direkt der Änderung der Frequenz der Taktsignal Beispielsweise wird die elektrische Ladungs-Speicherzeit auf die Hälfte verkürzt, wenn f\ = 2 χ/2 ist, uri** auf ein Viertel, wenn /1=4 χ «ist.

Wenn unter Verwendung der automatischen Abfrage-Steuerschaltung 261 die Scharfeinstellungs-Ermittlungsvorrichtung bei einem ungewöhnlich hellen Objekt verwendet wird, wird daher die Frequenz der Treiberschaltung 16 zugeführten Taktsignale höher, so daß dadurch die Abfrage-Wiederkehrdauer bzw. die elektrische Ladungs-Speicherzeit der Fotosensorenelemente verkürzt wird und verhindert wird, daß die in den Sensorenelementen gespeicherte elektrische Ladung einen Sättigungspegel erreicht Zur Rückstellung der Frequenz der Taktsignale von /1 zurück auf /2 wird an den Rücksetzanschluß 29a des Flip-Flops 29 ein Signal hohen Pegels angelegt Falls die Scharfeinstellungs-Ermittlungsvorrichtung in einer fotografischen Kamera od.dgL eingebaut ist kann diese Rückstellung des Flip-Flops 29 vorteilhaft durch eine Verkopplung mit

to einem Verschlußspannvorgang oddgL bewerkstelligt werden. Zusätzlich dazu gibt es auch ein Verfahren, mit dem die Frequenz der Taktsignale automatisch auf die ursprüngliche Frequenz /2 zurückgebracht wird, wenn die Objekthelligkeit geringer, d. h. das Objekt dunkler

is wird. Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Anordnung wird später im einzelnen beschrieben.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der automatischen Abfrage-Steuerschaltung der Ermittlungsvorrichtung wird ein Spannungs-Frequenz-Umsetzer bzw. {/-^Umsetzer gemäß der Darstellung in Fig.7 verwendet In Fig. 7 bezeichnet 262 die automatische Abfrage-Steuerschaltung in ihrer Gesamtheit, während die in Fig. 6A zur Bezeichnung von Schaltungselementen verwendeten Bezugszeichen auch in der Fig.7

gleichartige Schaltungselemente bezeichnen.

31' bezeichnet eine Taktfrequenzwählsrhaltung mit: einem (/-/-Umsetzer 38, der Taktsignale mit einer einer zugeführten Spannung entsprechenden Frequenz erzeugt einem Schaltglied 39, das ein Ausgangssignal Q des Flip-Flops 30 aufnimmt und bei hohem Ausgangssignal Q einschaltet so daß dem (/-/-Umsetzer 38 eine mittels eines veränderbaren Widerstands VK1 eingestellte Spannung Vl zugeführt wird, wodurch der Umsetzer Taktsignale der Frequenz /1 erzeugt und einem Schaltglied 40, das über einen Inverter 36 gleichfalls das Ausgangssignal Q des Flip-Flops 30 aufnimmt und bei hohem Ausgangssignal des Inverters 36, d h. bei niedrigem Ausgangssignal Q des Flip-Flops 30 einschaltet Bei eingeschaltetem Schaltglied 40 wird eine mittels eines veränderbaren Widerstands VR 2 eingestellte Spannung V2 an den {/-/-Umsetzer 38 angelegt so daß dieser Taktsignale mit der Frequenz /2 erzeugt (Vl < Vl, und daher/2 < /1).

Wenn bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau das

Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 18 die an der Bezugsspannungs-Einstellschaltung 27 eingestellte Bezugsspannung Vref. 1 nicht übersteigt, bleibt das Ausgangssignal des Vergleichers 28 auf niedrigem Pegel. Daher sind die Ausgangssignale Q der Flip-Flops

so auf niedrigem Pegel. Das Schaltglied 39 bleibt ausgeschaltet während das Schaltglied 40 eingeschaltet wird, so daß dem {/-/-Umsetzer 38 die Spannung V2 zugeführt wird. Dadurch gibt der {/-/-Umsetzer 38 Taktsignale mit der Frequenz /2 an die Treiberschaltung 16 ab. Auf diese Weise wird gleichartig wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel die elektrische

Ladungs-Speicherzeit der Sensorenelemente in der Fotosensorenanordnung verhältnismäßig lang. Wenn das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters die

Bezugsspannung Vref. 1 gemäß der Darstellung bei (f) in Fig.6B übersteigt nimmt das Ausgangssignal des Vergleichers gemäß der Darstellung in Fig.6B (g) hohen Pegel an. Im Ansprechen darauf nimmt gemäß der Darstellung in F i g. 6B (h) das Ausgangssignal Q des Flip-Flops 29 hohen Pegel an. Danach bewirkt zu Beginn des nächsten Abfragevorgangs der von der Treiberschaltung 16 erzeugte Startimpuls, daß gemäß der Darstellung in F i g. 6B (i) das Ausgangssignal Q des

Flip-Flops 30 hohen Pegel annimmt, das das hohe Ausgangssignal des Flip-Flops 29 erhalt Dadurch wird das Schaltglied 40 ausgeschaltet und das Schaltglied 39 eingeschaltet, so daß dem {/-/-Umsetzer 38 die Spannung Vi zugeführt wird. Folglich gibt der s {/-/-Umsetzer Taktsignale mit der Frequenz /1 an die Treiberschaltung 16 ab, so daß die Abtastgeschwindigkeit bzw. Abfragegeschwindigkeit auf gleiche Weise wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel höher wird (s. F i g. 6B (c). (d) und (e) ). Als Folge davon wird gemäß der Darstellung in Fig.6B (b) der Startimpuls-Erzeugungszyklus bzw. die Abfrage-Wiederkehrdauer zu /2/71 und dementsprechend die elektrische Ladungs-Speicherzeit der Fotosensorenelemente kürzer.

Ein drittes AusfOSirungsbeispiel der automatischen is Abfrage-Steuerschaltung der Ermittlungsvorrichtung ist in Fig.8 gezeigt In dieser bezeichnet 263 die automatische Abfrage-Steuerschaltung in ihrer Gesamtheit; sie hat eine Lichtmeßschaltung 41 mit einer Lichtmeß-Fotodiode 42, einem Rechen\jrstärker 43 und einem veränderbaren Widerstand VR 3 für EmpfindlichkeitseinsteUungen, sowie einen {/-/-Umsetzer 38, der dem bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel verwendeten gleichartig ist Die Frequenz der von dem {/-AUmsetzer 38 erzeugten Taktsignale ist automatisch entsprechend einer Ausgangsspannung der Lichtmeßschaltung 41 einstellbar.

Als nächstes wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig.9A und 9B ein Ausführungsbeispiel einer automatischen Rucksetzschaltung beschrieben, die insbesondere bei den automatischen Abfrage-Steuerschaltungen 261 und 262 gemäß den F i g. 6A und 7 zur automatischen Rücksetzung einer automatischen Abfra ge-Steuerschaltung auf ihren ursprünglichen Zustand anwendbar ist

In F i g. 9A bezeichnet 44 die automatische Rücksetz schaltung in ihrer Gesamtheit 45 bezeichnet eine Spitzenwert-Halteschaltung, die Spitzenwerte der Ausgangssignale (Fig.9B (e)) der Abfrage/Halte-Schaltung 17 aufeinanderfolgend speichert und auf gleichartige Weise wie die Spitzenwert-Halteschaltung 21 in F i g. 5A aufgebaut ist 46 bezeichnet ein Schaltglied, das auf die gleiche Weise wie gemäß 5A zum Löschen von mittels der Spitzenwert-Halteschaltung 45 gespeicherten Spitzenwerten (Fig.9B (f)) dient Das heißt, wenn eine bestimmte Verzögerungszeit τ 1 (im Falle der Frequenz /1) oder τ 2 (im Falle der Frequenz /2) nach Erzeugung eines Startimpulses (F i g. 9B (b)) abgelaufen ist, wird im Ansprechen auf ein von einem Schieberegister 47 erzeugtes Steuersignal das Schaltglied 46 durchgeschaltet und löscht den an der Spitzenwert-Halteschaltung 45 gespeicherten Wert 48 bezeichnet eine Abfrage/Halte-Schaltung, die die Ausgangssignale der Spitzenwert-Halteschaltung 45 abfragt und speichert Auf gleiche Weise wie die Abfrage/Halte-Schaltung 24 nach F i g. 5A spricht die Abfrage/Halte-Schaltung 48 auf einen von der Treiberschaltung 16 erzeugten Startimpuls in der Weise an, daß sie das Ausgangssignal der Spitzenwert-Halteschaltung 45 aufnimmt und es bis zur Einspeisung des nächsten Startimpulses speichert, eo 49 bezeichnet eine Bezugsspannungs-Einstellschaltung, mit der eine Bezugsspannung Vref.2 zur Festlegung eines Pegels eingestellt wird, bei dem die Frequenz der der Treiberschaltung 16 zuzuführenden Taktsignale von f\ auf (2 zurückgestellt wird, um die automatische Abfrage-Steuerschaltung 261 oder 262 in ihren Ursprungszustand zurückzubringen; 50 bezeichnet einen Vergleicher, der das Ausgaugssignal (F i g. 9B (g)) der Abfrage/Halte-Schaltung 48 mit der an der Bezugsspannungs-Einstellschaltung 49 eingestellten Bezugsspannung Vref.2 vergleicht und der so aufgebaut daß er ein Signal hohen Pegels bzw. ein Rücksetzsignal (F i g. 9 S (h)) erzeugt und dem Rücksetzanschluß 29a des Flip-Flops 29 in der automatischen Abfrage-Steuerschaltung 261 oder 262 zuführt, wenn das Ausgangssignal der Abfrage/Halte-Schaltung 48 kleiner als die Bezugsspannung Vre/2wird

Wenn in diesem Aufbau bei der Frequenz /1 der von der automatischen Abfrage-Steuerschaltung 261 oder 262 der Treiberschaltung 16 zugeführten Taktsignale (Fig.98 (a)) der Speicherwert (Fig.9B φ) an der Spitzenwert-Halteschaltung 45 höher als die Bezugsspannung Vref. 2 ist, ist naturgemäß das Ausgangssignal der Abfrage/Halte-Schaltung 48 (F i g. 9B (g)) höher als die Bezugsspannung Vref.2. Selbst wenn daher die Abfrage/Halte-Schaltung 48 zu Beginn des nächsten Abfragevorgangs das Ausgangssignal der Spitzenwert-Halteschaltung 45 aufnimmt und sie dem Vergleicher 50 zuführt, hat das Ausgangssignal des Vergleichers 50 (F i g. 9B (h)) niedrigen Pegel, durch den die automatische Abfrage-Steuerschaltung 261 oder 262 nicht rückgesetzt wird. Wenn jedoch gemäß der Darstellung in F i g. 9B (f) der Speicherwert an der Spitzenwert-Halteschaltung 45 niedriger als die Bezugsspannung Vref. 2 wird, nimmt gemäß der Darstellung in Fig.9B (h) das Ausgangssignal des Vergleichers 50 hohen Pegel an, wenn gemäß der Darstellung in Fig.9B (g) die Abfrage/Halte-Schaltung 48 zu Beginn des nächsten Abfragevorgangs das Ausgangssignal der Spitzenwert-Halteschaltung 45 aufnimmt und es an den Vergleicher 50 abgibt Daraufhin wird gemäß der Darstellung in F i g. 9B (i) in der automatischen Abfrage-Steuerschaltung 261 oder 262 das Flip-Flop 29 sofort rückgesetzt, so daß sein Ausgangssignal Q auf niedrigen Pegel kommt Das Flip-Flop 30, das das Signal niedrigen Pegels aufnimmt, erzeugt im Ansprechen auf den zu Beginn des nächsten Abfragevorgangs angelegten Startimpuls an seinem Ausgangsanschluß Q ein Signal niedrigen Pegels. Daraufhin wird im Falle der automatischen Abfrage-Steuerschaltung 261 das UND-Glied 34 ausgeschaltet und zugleich damit das UND-Glied 35 eingeschaltet, während im Falle der automatischen Abfragesteuerschaltung 262 das Schaltglied 39 ausgeschaltet und zugleich damit das Schaltglied 40 eingeschaltet .wird; dadurch wird schließlich die Frequenz der der Treiberschaltung 16 zuzuführenden Signale von /1 auf deren ursprüngliche Frequenz /2 zurückgestellt

Im vorstehenden wurde die automatische Abfrage-Steuerschaltung der Ermittlungsvorrichtung mit Beispielen beschrieben, bei denen das Startimpuls-Erzeugungszyklus-Intervall durch Veränderung der Frequenz der der Treiberschaltung 16 zuzuführenden Taktsignale verändert wurde. Es ist jedoch auch gemäß den vorangehenden Ausführungen möglich, die Startimpuls-Erzeugungszyklus-Intervalle zu verändern, ohne die Frequenz der Taktsignale zu verändern. Ein Beispiel eines derartigen Schaltungsaufbaus wird nachstehend als viertes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die F i g. 1OA und 1OB beschrieben.

In Fig. 1OA bezeichnet 264 eine automatische Abfrage-Steuerschaltung in ihrer Gesamtheit Zur Bezeichnung gleichartiger Schaltungselemente sind in Fig. 1OA die gleichen Bezugszeichen wie in den Fig.6A und 7 verwendet 51 bezeichnet einen Oszillator, der Taktsignale mit der Frequenz / gemäß

der Darstellung in Fig. 1OB (a) erzeugt; 52, 53 und 54 bezeichnen Zähler, die in drei Stufen so geschaltet sind, daß sie durch Teilung der Frequenz der von dem Oszillator 51 zugeführten Taktsignale Bezugstaktimpulse gemäß der Darstellung in Fig. 1OB (f) erzeugen, die zur Festlegung der Startimpuls-Erzeugungszeitsteuerung verwendet werden. Der Zähler 54 für die Zählung einer höheren Ziffern- oder Binärstelle ist mit vier Eingangsanschlüssen Al, B, C und D versehen. Von diesen Eingangs- oder Steueranschlüssen sind die drei Anschlüsse B, C und D für die hohen Binärstellen mit dem Ausgangsanschluß <?des Flip-Flops 29 verbunden, wobei sich der Zählwert im Ansprechen auf ein Ausgangssigna! hohen Pegels aus dem Flip-Flop 29 von N auf N' ändert (unter der Annahme, daß η < N'< N ist, wobei π die Gcsamtanzah! der in der Fotosensorenanordnung 15 enthaltenen Fotosensorenelemente ist). Das heißt, die Eingangsanschlüsse dienen zur Veränderung der Erzeugungszeitsteuerung für die vorstehend genannten Bezugstaktimpulse. D bezeichnet eine Diode, Tr bezeichnet einen Transistor und 16' bezeichnet eine Treiberschaltung für die Ansteuerung der Fotosensorenanordnung 15. Bei diesem besonderen Beispiel ist die Treiberschaltung 16' so aufgebaut, daß sie unter Erzeugung von Abfrageimpulsen im Ansprechen auf die von dem Oszillator 51 zugeführten Taktsignale Startimpulse (Fig. 1OB (b)) gemäß den von dem Zähler 54 zugeführten Bezugstaktimpulsen erzeugt

Wenn bei diesem Aufbau das Ausgangssignal (Fig. 1OB (c)) aus dem Tiefpaßfilter 18 nicht die Bezugsspannung Vref. ! übersteigt, die an der Bezugsspannungs-Einstellschaltung 27 eingestellt ist, liegt das Ausgangssignal (Fig. 1OB (d)) des Vergleichers 28 auf niedrigem Pegel, so daß folglich das Ausgangssignal Q (Fig. 1OB (e)) des Flip-Flops 29 gleichfalls auf niedrigem Pegel liegt Daher wird ein Bezugstaktimpuls (Fig. 1OB (f)) jedesmal dann erzeugt, wenn der Zählwert der von dem Oszillator 51 zugeführten Taktsignale (F i g. 1OB (a)) zu Nwird. Daraufhin erzeugt die Treiberschaltung 16' entsprechend den von dem Zähler 54 zugeführten Bezugstaktimpulsen die Startimpulse (F i g. 1OB (b)), während sie entsprechend den von dem Oszillator 51 zugeführten Taktsignalen die Abfrageimpulse erzeugt Daher ist das Erzeugungszyklus-Intervall der Startimpulse verhältnismäßig lang, so daß folglich auch die elektrische Ladungs-Speicherzeit der Fotosensorenelemente lang wird.

Wenn andererseits gemäß der Darstellung in Fig. 1OB (c) das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 18 die Bezugsspannung Vref. 1 übersteigt, nimmt gemäß der Darstellung in F i g. 1OB (d) das Ausgangssignal des Vergleichers 28 hohen Pegel an. Im Ansprechen darauf identisch gemäß der Darstellung in Fig. 1OB (e) das Ausgangssignal Q des Flip-Flops 29 hohen Pegel an. Dies hat zur Folge, daß die drei Steuereingangsanschlüsse B, C und D für die höheren Binärstellen des Zählers 54 hohen Pegel erhalten tind der zählbare Wert in dem Zähler von Nauf N' verringert wird. Wie aus den F i g. 1OB (a) und (f) ersichtlich ist, wird von dem Zähler 54 jedesmal ein Bezugstaktimpuls erzeugt, wenn der Zählwert für die aus dem Oszillator 51 zugeführten Taktsignale zu N' wird. Folglich wird gemäß der Darstellung in Fig. 1OB (b) das Startimpuls-Erzeugungszyklus-Intervall der Treiberschaltung 16' zu NVN, während die Frequenz der Abfrageimpulse unverändert bleibt; damit wird die elektrische Ladungs-Speicherzeit der Fotosensorenelemente verkürzt Somit wird die elektrische Ladungs-Speicherzeit auf 1/2 verkürzt. wenn N' - N/2 ist, und auf 1/4, wenn N' = NA ist Auf diese Weise entspricht das Verkürzungsausmaß hinsichtlich der elektrischen Ladungs-Speicherzeit direkt dem Verhältnis, nach dem der Zählwert der Zähler 52, 53 und 54 verändert wird. Ferner sind die Zählwerte der Zähler 52, 53 und 54 dadurch beliebig einstellbar, daß ihre Steuereingangsanschlüsse gewählt werden, an die das Ausgangssignal Q des Flip-Flops 29 angelegt wird. Es ist daher vorteilhaft einen Aufbau vorzusehen, der die manuelle Auswahl dieser Eingangsanschlüsse von außen her zuläßt

Wenn unter Abtastung mit einem von N auf N' verstellten Zählwert der Zähler 52, 53 und 54 das Ausgangssignal der Abfrage/Halte-Schaltung 48 in der in F i g. 9A gezeigten automatischen Rücksetzschaltung ^n gviiiou u^i LWi atvuuiig in flg. IUD \gj IUClIlCI äl5 UIC an der Bezugsspannungs-Einstellschaltung 49 eingestellte Bezugsspannung Vref. 2 wird, nimmt gemäß der Darstellung in Fig. 1OB (h) im Ansprechen darauf das Ausgangssignal des Vergleichers 50 hohen Pegel an. Als Folge davon wird das Flip-Flop 29 rückgesetzt und sein Ausgangssignal Q nimmt gemäß der Darstellung in Fig. 1OB (e) niedrigen Pegel an, so daß der zählbare Wert an dem Zähler 54 sofort von N' auf den ursprünglichen Wert Af zurückgebracht wird.

Mit der in Fig. 1OA gezeigten automatischen Abfrage-Steuerschaltung 264 kann gemäß der vorstehenden Beschreibung das Startimpuls-Erzeugungszyklus-Intervall, d. h. die Abfrage-Wiederkehrdauer ohne Veränderung der Frequenz der Taktsignale und folglich ohne Veränderung der Frequenz der Abfrageimpulse verändert werden.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die F i g. 11 ein fünftes Ausführungsbeispiel der automatischen Abfrage-Steuerschaltung der Ermittlungsvorrichtung beschrieben.

In F i g. 11 bezeichnet 265 eine automatische Abfrage-Steuerschaltung in ihrer Gesamtheit; sie bildet eine Kombination der in Fig.6A gezeigten automatischen Abfrage-Steuerschaltung 261 mit der weiteren, in Fig. 1OA gezeigten automatischen Abfrage-Steuerschaltung 264. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der Verschiebungsstufen für die Abfrage-Wiederkehrzeitdauer weiter in kleinere Stufen aufgeteilt In F i g. 11 bezeichnen die in den F i g. 6A und 1OA verwendeten Bezugszeichen Schaltungselemente, die denjenigen in diesen Figuren entsprechen. 28' bezeichnet einen Vergleicher, der mit dem Vergleicher 28 identisch ist und der so geschaltet ist, daß er an seinem

so (—)-Eingangsanschluß eine Bezugsspannung VrefA aufnimmt während er an dem (+)-Eingangsanschluß das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 18 über ein Analog-Schaltglied 55 nur dann aufnimmt wenn das Ausgangssignal Q des Flip-Flops 30 auf hohem Pegel ist

d. h. nur dann, wenn die Frequenz der Taktsignale von /2 auf /1 umgestellt worden ist 29" bezeichnet ein RS-Flip-Flop, das dem Flip-Flop 29 entspricht und dessen Ausgangssignal Q mit den Steueranschlüssen B, C und D für die höheren BinärsteDen des Zählers 54 verbunden ist Bei diesem besonderen Beispiel zählen die Zähler 52,53 und 54 die über das ODER-Glied 37 zugeführten Taktsignale und erzeugen die vorstehend genannten Bezugstaktimpulse. Ferner ist das UND-Glied 35, das zur Umstellung der Taktsignalfrequenz vorgesehen ist, zur Aufnahme des Ausgangssignals Q des Flip-Flops 30 geschaltet Der übrige Aufbau entspricht genau gemjenigen bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen. 44 und 44' bezeichnen eine

automatische Rücksetzschaltung, die der in Fig.9A gezeigten gleichartig ist Die erste automatische Rücksetzschaltung 44 dient zur Rücksetzung des Flip-Flops 29, d. h. zur Umstellung der Frequenz der Taktsignale von f\ auf f2. Die zweite automatische Rücksetzschaltung 44' ist zum Rücksetzen des Flip-Flops 29' vorgesehen, d. h. zur Umstellung des mittels der Zähler 52 bis 54 zählbaren Werts von N' auf N. Die zweite automatische Rücksetzschaltung 44' ist so geschaltet, daß ihr das Ausgangssignal der Abfrage/Halte-Schaltung 17 über ein Analog-Schaltglied 56 nur zugeführt wird, wenn das Ausgangssignal der ersten automatischen Rücksetzschaltung 44 auf hohem Pegel ist

Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich ist, wird in dieser automatischen Abfrage-Sieuerschaiiung 265 dann, wenn das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 18 nicht die Bezugsspannung Vref. 1 überschreitet, die Treiberschaltung 16' mit den Taktsignalen der Frequenz /2 (s. F i g. 6B(a)) und den Bezugstaktimpulsen gespeist, die mittels des Zählers 54 jeweils bei N Taktsignalen erzeugt werden (s. Fig. 10B(Q). Dementsprechend ist die Abfrage-Wiederkehrzeitdauer die längste. Wenn während der Wiederholung der Abtastung unter diesen Umständen das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 18 die Bezugsspannung Vref. 1 gemäß der Darstellung in F i g. 6B(f) übersteigt, wird die Frequenz der Taktsignale gemäß der Darstellung in Fig. 6B(a) von /"2 auf /1 zu dem Zeitpunkt umgestellt, an dem der nächste Abtastvorgang bzw. Abfragevorgang beginnt; dementsprechend wird die Abfrage-Wiederkehrzeitdauer kürzer. Da dabei das Ausgangssignal Q des Flip-Flops 30 hohen Pegel annimmt, wird das Analog-Schaltglied 55 eingeschaltet und bewirkt, daß das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 18 an den (+)-Eingangsanschluß des Vergleichers 28' angelegt wird. Während die Abtastung mit der Frequenz /1 der Taktsignale und dem maximalen Zählwert der Zähler 52 bis 54 gleich N ausgeführt wird, wird sofort dann, wenn das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 18 die Bezugsspannung Vref. 1 übersteigt, der maximale Zählwert der Zähler 52 bis 54 von N auf W umgestellt; daher erzeugt der Zähler 54 gemäß der Darstellung in den Fig. 10B(a) und (f) für jeweils /V^-'Taktsignale einen Bezugstaktimpuls; schließlich wird dabei die Abfrage-Wiederkehrzeitdauer die kürzeste.

Wenn während der wiederholten Abfrage bzw. Abtastung mit der Frequenz f\ der Taktsignale und dem maximalen Zählwert N' der Zähler 52 bis 54 der Spitzenwert des Ausgangssignals der Abfrage/Halte-Schaltung 17 gemäß der Darstellung in Fig.9B(g) kleiner als die Bezugsspannung Vref. 2 wird, wird ein Signal hohen Pegels (Rücksetzsignal, Fig.9B(h)) von der ersten automatischen Rücksetzschaltung 44 an den Rücksetzanschluß 29a des Flip-Flops 29 angelegt, so daß dieses rückgesetzt wird (Fig.9B(i)). Folglich wird zu Beginn der nächsten Abtastung unter Beibehaltung des maximalen Zählwerts N' der Zähler 52 bis 54 die Frequenz der Taktsignale von /1 zurück auf die ursprüngliche Frequenz /2 geschaltet

Da ferner unter diesen Bedingungen das Analog-Schaltglied 56 eingeschaltet wird, wird das Ausgangssignal der Abfrage/Halte-Schaltung 17 an die zweite automatische Rücksetzschaltung 44' angelegt

Demgemäß wird während der wiederholten Abtastung unter der Bedingung, daß die Frequenz der Taktsignale gleich /2 und der zählbare Wert bzw. maximale Zählwert der Zähler 52 bis 54 gleich AT'ist, gemäß der Darstellung in Fig. 10B(g) dann, wenn der Spitzenwert des Ausgangssignals der Abfrage/Halte-Schaltung 17 niedriger als die Bezugsspannung Vref. 2 wird, von der zweiten automatischen Rücksetzschaltung 44' ein Signal hohen Pegels (Rücksetzsignal, Fig. 10B(h)) an den Rücksetzanschluß 29'a des Flip-Flops 29' angelegt, so daß dieses gemäß der Darstellung in F i g. 10B(e) rückgesetzt wird. Dementsprechend wird der maximale Zählwert der Zähler 52 bis 54 von N' auf

ίο den ursprünglichen Wert N umgeschaltet; damit wird die automatische Abfrage-Steuerschaltung 265 in ihren ursprünglichen Zustand rückgesetzt, bei der die Frequenz der Taktsignale gleich /2 und der maximale Zählwert der Zähler 52 bis 54 gleich /Vist.

is Wenn während der Wiederholung der Abtastung mit der Frequenz f\ der Taktsignaie und dem maximalen Zählwert N der Zähler 52 bis 54 von der automatischen Rücksetzschaltung 44 ein Rücksetzsignal erzeugt wird, wird die Frequenz der Taktsignale wieder von /1 auf /2 zurückgeschaltet

Es ist möglich, nur eine automatische Rücksetzschaltung zu verwenden und zur Umschaltung der Frequenz der Taktsignale von /1 auf /"2 und des maximalen Zählwerts der Zähler 52 bis 54 von N' auf N die Flip-Flops 29 und 29' gleichzeitig rückzusetzen, wenn der Spitzenwert des Ausgangssignals der Abfrage/Halte-Schaltung 17 niedriger als die Bezugsspannung Vref. 2 wird. Der Schaltungsaufbau mit zwei automatischen Rücksetzschaltungen, nämlich jeweils einer für das Flip-Flop 29 und für das Flip-Flop 29' gemäß der Darstellung in Fig. 11, ist in folgender Hinsicht vorteilhaft:

Bei dem in F i g. 11 dargestellten Ausführungsbeispiel erlaubt die Kombination der automatischen Rücksetzschaltungen 44 und 44' für die automatische Abfrage-Steuerschaltung 265 vier unterschiedliche Betriebsarten, nämlich:

(a) Taktsignalfrequenz f2 und maximaler Zählwert der Zähler 52 bis 54 gleicht,

(b) Taktsignalfrequenz f\ und maximaler Zählwert der Zähler 52 bis 54 gleich/«/,

(c) Taktsignalfrequenz /2 und maximaler Zählwert der Zähler 52 bis 54 gleich Wund

(d) Taktsignalfrequenz/1 und maximaler Zählwert der Zähler 52 bis 54 gleich N'.

Unter der Annahme, daß f\=2f2 und N'= NIA ist

und die Abfragewiederkehrdauer bei der Betriebsart (a) gleich T ist werden daher bei den weiteren Betriebsarten (b) bis (d) folgende Abfrage-Wiederkehrdauern erzielt: Bei der Betriebsart (b) /2//1 χ Γ= 772, bei der

Betriebsart (c) N'JNx T= 774 und bei der Betriebsart (d)

/2//1 χ N'/Nx. T= 778. Demgemäß sind nach diesem

Ausführungsbeispiel für eine feinere Einstellung der

elektrischen Ladungs-Speicherzeit vier unterschiedliche

Abfrage-Wiederkehrdauern erzielbar. Die Fig. 12A bis C zeigen ein weiteres letztes Ausführungsbeispiel der Scharfeinstellungs-Ermitt-

lungsvorrichtung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die

Ermittlungsvorrichtung als Entfernungsmeßvorrichtung

gemäß nachstehender Beschreibung aufgebaut:

In der Fig. 12A, die den Aufbau des optischen Systems der Scharfeinstellungs-Ermittlungsvorrichtung zeigt, bezeichnen 57 ein Objekt, an dem die Scharfeines stellung herbeizuführen ist 58 einen Spiegel, der ortsfest unter einem Winkel von ungefähr 45° so angeordnet ist daß er licht von dem Objekt in einem ungefähr rechten Winkel reflektiert 59 eine erste Abbildungslinse, die zur

Ausbildung eines Objektbilds auf einer vorgewählten Abbildungsebene ortsfest zur Aufnahme dies mittels des Spiegels 58 abgelenkten Lichts angeordnet ist, 60 einen bewegbaren Spiegel, der in einem vorbestimmten Basis-Abstand 1 von dem ortsfesten Spiegel 58 angeordnet ist und um seine Achse 60a drehbar ist, und 61 eine zweite Abbildungslinse, die Licht von dem bewegbaren Spiegel 60 aufnimmt, um damit ein Bild des Objekts 57 auf einer vorbestimmten Abtiildungsebene auszubilden, und die ortsfest so angebracht ist, daß ihre optische Achse mit derjenigen der ersten Abbildungslinse 59 übereinstimmt Hinter der ersten Abbildungslinse 59 ist fest eine erste Fotosensorenanordnung 15 angebracht, deren Lichtempfangsfläche mit der Abbildungsebene der ersten Linse 59 übereinstimmt, während die Mitte der Lichtempfangsfläche mit der optischen Achse der Abbildungsiinse 55 übereinstimmt. Weiterhin ist eine zweite Fotosensorenanordnung 15' mit dem gleichen Aufbau wie die erste Fotosensorenanordnung IS hinter der zweiten Abbildungsiinse 61 so angeordnet, daß ihre Lichtempfangsfläche und deren Mitte mit der Abbildungsebene bzw. der optischen Achse der zweiten Abbildungslinse 61 zusammenfallen. Diese beiden Fotosensorenanordnungen 15 und 15' sind Rücken an Rücken zueinander fest angebracht

Wenn bei diesem Aufbau unter Schrägstellung des bewegbaren Spiegels 60 auf einen zu dem feststehenden Spiegel 58 symmetrischen Winkel von ungefähr 45° ein Sucher- oder Peilsystem aus dem Spiegel 58, der ersten Abbildungslinse 59 und der ersten Fotosensorenanordnung 15 auf das Objekt 57 ausgerichtet wird, liegt gemäß der Darstellung in Fig. 12A ein mittels der ersten Abbildungslinse 59 ausgebildetes Bild des Objekts 57 ungefähr im Mittelteil der Bildempfangsfläche der ersten Fotosensorenanordnung 15. Andererseits liegt bei einem Ermittlungs- oder Meßsystem aus dem bewegbaren Spiegel 60, der zweiten Abbildungslinse 61 und der zweiten Fotosensorenanordnung 15' ein mittels der zweiten Abbildungslinse 61 ausgebildetes Bild des Objekts 57 an der Lichtempfangsfläche der zweiten Fotosensorenanordnung 15' in einer Lage, die in bezug auf die Lage des Bilds an der Lichtempfangsfläche der ersten Fotosensorenanordnung 15 eine relative Abweichung hat die einem Abstand d zu dem Objekt 57 entspricht

Wenn unter diesen Umständen die durch synchrone Ansteuerung der ersten und der zweiten Fotosensorenanordnung 15 und 15' erzielten Bildausgangssignale derselben miteinander verglichen werden, weicht das Bildausgangssignal der zweiten Fotosensorenanordnung 15' in seiner Phase in bezug auf die Phase des Bildausgangssignals der ersten Fotosensorenanordnung 15 in einem Ausmaß ab, das dem Abstand d zu dem Objekt 57 entspricht

Der Abstand d zu dem Objekt 57 kann daher durch Ermitteln des Ausmaßes des Phasenunterschieds zwischen den Bildausgangssignalen der ersten und der zweiten Fotosensorenanordnung 15 und 15' ermittelt werden.

Ein weiteres Verfahren zur Ermittlung des Abstands d zu dem Objekt 57 besteht darin, daß das Bildausgangssignal der zweiten Fotosensorenanordnung 15' mit dem Bildausgangssignal der ersten Fotosensorenanordnung 15 verglichen wird und der bewegbare Spiegel 60 aus seiner um ungefähr 45° schrägen Stellung um seine Achse 60a in Richtung des Pfeils B verdreht wird, bis die Bildausgangssignale der beiden Fotosensorenanordnungen 15 und 15' miteinander übereinstimmen; danach wird der Abstand d zu dem Objekt 57 aus dem Drehausmaß an dem Spiegel 60 ermittelt.

In diesem Fall wird ein optisches Abbildungssystem, das entlang seiner optischen Achse verschiebbar ist, in

s Kopplung mit dem vorgenannten bewegbaren Spiegel 61 in der Weise ausgebildet, daß es genau auf das Objekt 57 fokussiert ist, wenn die Bildausgangssignale dieser Fotosensorenanordnungen 15 und 15' miteinander übereinstimmen. Auf diese Weise kann der Scharfeinstellungs- bzw. Fokussierzustand des optischen Systems einfach durch Vergleichen der beiden Bildausgangssignale ermittelt werden.

Unter Bezugnahme auf die F i g. 12B und 12C wird ein Ausführungsbeispiel der elektrischen Schaltung nachs stehend beschrieben, die für die Verwendung zusammen mit dem in Fig. 12A gezeigten optischen System geeignet ist

In Fig. 12B entsprechen die mit den gleichen Bezugszeichen wie die in den Fig.5A und 11 bezeichneten Schaltungselemente den in diesen vorangehenden Ausführungsbeispielen gezeigten. Daher ist hier eine nähere Beschreibung dieser Schaltungselemente weggelassen.
17' bezeichnet eine zweite Abfrage/Halte-Schaltung, die zum Umsetzen des Bildausgangssignals der zweiten Fotosensorenanordnung 15' in ein Signal mit 100% Einschaltfaktor bzw. Tastverhältnis dient Die zweite Abfrage/Halte-Schaltung 17' entspricht der ersten Abfrage/Halte-Schaltung 17.18' bezeichnet ein zweites Tiefpaßfilter, das dazu dient aus dem Ausgangssignal der zweiten Abfrage/Halte-Schaltung 17' eine Spitzenhüllkurve (Fig. 12C(c)) zu bilden, und das dem ersten Tiefpaßfilter 18 entspricht 62 bezeichnet einen Differenzverstärker zum Ermitteln der Differenz zwischen den Ausgangssignalen des ersten und des zweiten Tiefpaßfilters 18 bzw. 18' (Fig. 12C(d)). 63 bezeichnet eine Absolutwertschaltung zum Umsetzen des Ausgangssignals des Differenzverstärkers 62 in einen Absolutwert (Fig. 12C(e)). Gemäß der Darstellung in der Zeichnung weist die Absolutwertschaltung 63 eine Schaltungsstufe mit einer ersten Diode D1 und einem ersten Rechenverstärker OA1, die auf ein positives Eingangssignal anspricht, und eine zweite Schaltungsstufe mit einer zweiten Diode D 2 und einem zweiten Rechenverstärker OA 2 auf, die auf ein negatives Eingangssignal anspricht Die Absolutwertschaltung 63 erzeugt ein positives Signal unabhängig davon, ob das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 62 positiv oder negativ ist 64 bezeichnet eine Integrierschaltung,

so die das Ausgangssignal bzw. die Ausgangssignale der Absolutwertschaltung 63 integriert Ihr Integrierwert wird mittels eines in ihr angebrachten Kondensators CO' gespeichert bis das Schaltglied 22 eingeschaltet wird, d. h, bis nach der Erzeugung eines Startimpulses gemäß der vorangehenden Beschreibung eine mittels des Schieberegisters 23 festgelegte Verzögerungszeit r abgelaufen ist (s. F i g. 12C (Q).

Die Abfrage/Halte-Schaltung 24 ist so geschaltet, daß sie im Ansprechen auf den Startimpuls den Integrierwert der Integrierschaltung 64 aus dem Kondensator CO' aufnimmt, bevor er gelöscht wird, und den Integrierwert dem Meßwerk 25 zuführt

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine mit der in F i g. 11 gezeigten automatischen Abfrage-Steuerschaltung identische Steuerschaltung ohne irgendwelche Veränderungen verwendet

Wenn bei der vorstehend beschriebenen Anordnung in dem Zustand gemäß der Darstellung in F i g. 12A, bei

dem die Lage eines Bilds an der zweiten Fotosensorenanordnung 15' in bezug auf die Lage eines Bilds an der ersten Fotosensorenanordnung 15 in einem Ausmaß abweicht, der dem Abstand d zu dem Objekt 57 entspricht, von der Treiberschaltung 16' die Startimpulse (F i g. 12C (a)) und die Abfrageimpulse zur gleichzeitigen Steuerung an die erste und die zweite Fotosensorenanordnung 15 und 15' angelegt werden, hat das Ausgangssignal der zweiten Fotosensorenanordnung 15' gegenüber dem Bildausgangssigna! der ersten "otosensorenanordnung 15 eine Phasendifferenz in einem Ausmaß, das der vorstehend genannten relativen Verschiebung hinsichtlich der Abbildungslagen entspricht Wenn die Spitzenhüllkurven dieser Ausgangssignale nach deren Abfragen und Speichern mittels der Abfrage/Halte-Schaltungen 17 bzw. 17' über die Tiefpaßfilter 18 bzw. 18' erhalten werden, unterscheidet sich die Phase des Ausgangssignals des Tiefpaßfilters 18' um Δ1 von derjenigen des Ausgangssignals des Tiefpaßfilters 18, wie es aus den Fig. 12C(b) und (c) ersichtlich ist Der Unterschied zwischen den Ausgangssignalen der Tiefpaßfilter 18 und 18' wird über den Differenzverstärker 62 ermittelt, wie es in F i g. 12C (d) gezeigt ist Wenn die mittels des Differenzverstärkers

62 ermittelte Differenz durch die Absolutwertschaltung

63 in einen Absolutwert umgesetzt wird, erhält man das in Fig. 12C(e) gezeigte Ergebnis. Wenn während der Durchführung der Abtastung die Ausgangssignale der Absolutwertschaltung 63 nacheinander mittels der Integrierschaltung 64 integriert werden, ergeben sich daher auf diese Weise erzielte Integrierwerte gemäß der Darstellung in F i g. ί 2C (f). Danach werden diese zu Beginn der nächsten Abtastung synchron mit einem Startimpuls mittels der Abfrage/Halte-Schaltung 24 aufgenommen. Demgemäß zeigt der Zeiger 25a des Meßwerks 25 gemäß der Darstellung durch die ausgezogene Linie in Fig. 12B einen großen Ausschlag. Dies zeigt an, daß ein nicht dargestelltes optisches System außerhalb der Scharfeinstellung liegt

Wenn daher unter Beobachtung des Zeigers 25a das optische System entlang seiner optischen Achse in der Weise verschoben wird, daß der Spiegel 60 in Richtung des in F i g. 12A gezeigten Pfeils ß gedreht wird, bewirkt dies, daß die relative Abweichung der Bildlagen an den beiden Fotosensorenanordnungen 15 und 15' allmählich abnimmt Demgemäß nimmt auch gemäß der Darstellung in den Fig. 12C(b) und (c) die Phasendifferenz zwischen den Ausgangssignalen der Tiefpaßfilter 18 und 18' auf Δ 2 (<Δ 1) ab. Damit nimmt auch das von der Abfrage/Halte-Schaltimg 24 aufgenommene Ausgangssignal der Integrierschaltung 64 allmählich ab, so daß der Zeiger 25a des Meßwerks 25 weniger stark ausschlägt Wenn dann unter Drehung des Spiegels 60 die relativen Lagen der Bilder an den Fotosensorenanordnungen 15 und 15' miteinander übereinstimmen, wird gemäß der Darstellung in den F i g. 12C (b) und (c) die Phasendifferenz Δ zwischen den Ausgangssignalen der Tiefpaßfilter 18 und 18' zu NuIL Dementsprechend wird bei der Erzeugung des nächsten Startimpulses das durch die Abfrage/Halte-Schaltung 24 aufgenommene Signal zu NuIL so daß gemäß der Darstellung durch die gestrichelte Linie in Fig. 12B der Zeiger 25a des Meßwerks 25 auf dem Nullpunkt steht, womit angezeigt wird, daß das optische System die Scharfeinstellungslage erreicht hat Daher kann das optische System genau auf das Objekt 57 dadurch scharf eingestellt werden, daß es unter Beobachtimg des Zeigers 25a entlang seiner optischen Achse verschoben wird, bis der Zeiger 25s auf Null zeigt.

Wenn nun unter Wiederholung des Abtast- bzw. Abfragevorgangs das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 18 die Bezugsspannung Vref. 1 übersteigt die an der automatischen Abfrage-Steuerschaltung 265 eingestellt ist, bewirkt diese zuerst die Umschaltung der Frequenz der der Treiberschaltung 16' zugeführten Taktsignale von /2 auf /1, wodurch die Abfrage-Wiederkehrdauer zu /"2//I verkürzt wird.

Wenn ferner trotz dieser Umschaltung das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 18 immer noch die Bezugsspannung Vref. 1 übersteigt, wird das Erzeugungszyklus-Intervall der der Treiberschaltung 16' zugeführten Bezugstaktimpulse von /IxNauf fixN'verkürzt, so daß die Abfrage-Wiederkehrdauer weiter zu NVN verkürzt wird.

Wenn bei der Abfrage-Wiederkehrdauer /2//I χ NVN der Spitzenwert des Ausgangssignals der Abfrage/Halte-Schaltung 17 niedriger als die Bezugsspannung Vref. 2 wird, die an der ersten automatischen Rücksetzschaltung 44 eingestellt ist, bewirkt diese, daß die Frequenz der der Treiberschaltung 16' zuzuführenden Taktsignale von /1 auf die ursprüngliche Frequenz /2 umgeschaltet wird. Wenn trotz dieser Umschaltung der Spitzenwert des Ausgangssignals der Abfrage/Halte-Schaltung 27 immer noch niedriger als die Bezugsspannung Vref. 2 ist, wird die zweite automatische Rücksetzschaltung 44' in Betrieb gesetzt und das Erzeugungszyklus-Intervall der der Treiberschaltung 16' zugeführten Bezugstaktimpulse von /2 χ N' auf das ursprüngliche Zyklusintervall /2 χ Af umgeschaltet

Wenn natürlich bei dem Zustand, daß die Frequenz der Taktsignale von /2 auf f\ geschaltet worden ist, der Spitzenwert des Ausgangssignals der Abfrage/Halte-Schaltung 17 geringer als die Bezugsspannung Vref. 2 wird, bringt die erste automatische Rücksetzschaltung die Frequenz von /1 auf die ursprüngliche Frequenz /"2 zurück.

Auf diese Weise wird die elektrische Ladungs-Speicherzeit der Fotosensorenelemente der Fotosensorenanordnungen 15 und 15' automatisch eingestellt

Bei allen im vorstehenden beschriebenen Ausführungsbeispielen der Ermittlungsvorrichtung wird als Fotosensorenanordnung die Ladungstransportschaltung (CCD) gemäß der Darstellung in F i g. 1A oder die Eimerkettenschaltung (BBD) verwendet die in ungefähr der gleichen Weise arbeitet wie die Ladungstransportschaltung. Als Hinweis wird die vorstehende Beschreibung mit der folgenden Beschreibung eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt, bei dem als Fotosensorenanordnung anstelle der Ladungstransportschaltung oder der Eimerkettenschaltung eine Fotodiodenanordnung verwendet ist die in elektrischem Ladungs-Speicherbetrieb arbeitet

Wie im Zusammenhang mit der Beschreibung der Fig. IA und IB angeführt ist, werden im Falle der Fotodiodenanordnung mit elektrischer Ladungsspeicherung die von der Treiberschaltung zugeführten Abfrageimpulse als Schiebeimpulse eines Schieberegisters verwendet Das Schieberegister wird mit den jeweiligen Abfrageimpulsen Stufe für Stufe verschoben, um jeweilige an die Fotodioden angeschlossene Analog-Schaltglieder in der Weise zu betätigen, daß in zeitlicher Aufeinanderfolge elektrische Signale abgenommen werden, die den an den jeweiligen Fotodioden gespeicherten elektrischen Ladungen entsprechen. Die Betriebsweise der Fotodiodenanordnung unterscheidet sich jedoch von derjenigen der Ladungstransportschal-

tung oder der Eimerkettenschaltung geringfügig gemäß folgender Erläuterung:

Wenn einer der Analogschalter durch den Verschiebungsvorgang des Schieberegisters eingeschaltet wird, der im Ansprechen auf einen Abfrageimpuls stattfindet fließt ein elektrischer Ladestrom aus einer elektrischen Ladeschaltung zu einer an den Analogschalter angeschlossenen Fotodiode, um die Fotodiode in vollem Ausmaß aufzuladen, d.h. bis die Kapazität der Fotodiode mittels der Ladung gesättigt ist Wenn danach durch den Verschiebungsvorgang des Schieberegisters der Analogschalter ausgeschaltet wird, wird ein Teil der elektrischen Ladung in der Fotodiode entladen, der der integrierten Menge des auf die Fotodiode einfallenden Lichts entspricht (Lichtstärke χ Einfallzeitdauer); dadurch wird entsprechend der integrierten Menge des Einfallichts die in der Fotodiode gespeicherte elektrische Ladung vermindert Wenn dann bei der nächsten Abfrage bzw. Abtastung dieser Analogschalter wieder eingeschaltet wird, fließt wieder von der Ladeschaltung zur Fotodiode ein Ladestrom, damit die Fotodiode mit einer elektrischen Ladungsmenge wieder aufgefallt wird, die der Verminderungsmenge aufgrund der integrierten Menge des Einfallichts entspricht Daher entspricht die Stärke des Ladestroms der integrierten Menge des auf diese Fotodiode einfallenden Lichts, so daß dieser Ladestrom ein Videobzw. Bildsignal darstellt.

Das heißt im Falle der Fotodiodenanordnung wird die elektrische Ladung in einer jeden Fotodiode erst entladen, wenn sie belichtet wird; wenn die jeweiligen Fotodioden wieder aufgeladen werden, wird der zur Diode fließende Ladestrom als Bildsignal ermittelt. In diesem Fall liegt jedoch die Kapazität einer jeden Fotodiode im voraus fest Daher muß die Fotodiodenanordnung innerhalb eines Bereichs integrierter Lichtmengen verwendet werden, der in bezug auf diese Kapazität festgelegt ist

Wenn beispielsweise die integrierte Menge des auf eine bestimmte Fotodiode einfallenden Lichts einen Pegel einer solchen in Beziehung zur Kapazität der Fotodiode festgelegten integrierten Lichtmenge überschreitet wird dadurch die gesamte elektrische Ladung entladen, mit der die Fotodiode voll auf ihre Kapazität beziehungsweise ihren Sättigungspegel aufgeladen wurde. Es tritt jedoch keine weitere Entladung auf, da die Diode völlig entleert ist Daher entspricht der elektrische Strom, der zur nächsten Ladung in die Fotodiode fließt der Kapazität der Fotodiode und nicht der integrierten Menge des auf die Fotodiode eingefallenen Lichts, so daß daher bei dieser Schaltung kein richtiges Bildsignal erzielt werden kann.

Daher muß auch im Falle der Fotodiodenanordnung die Abfrage-Wiederkehrdauer (die im Falle der Fotodiodenanordnung als Entladezeit für die elektrische Ladung eines jeweiligen Fotodiodene!~ments anzusehen ist) an die Helligkeit eines Objekts angepaßt werden. Die automatische Abfrage-Steuerschaltung gemäß der Scharfeinstellungs-Ermittlungsvorrichtung, die im vorstehenden als ein Hauptmerkmal der Ermittlungsvorrichtung beschrieben ist, ermöglicht es, wie bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen die gleiche vorteilhafte Wirkung auch bei Verwendung in Verbindung mit einer Fotodiodenanordnung zu erzielen, die mit elektrischer Ladungsspeicherung arbeitet

Wie im vorstehenden ausführlich beschrieben ist können bei der Ausführung der Scharfeinstellungsermittlung mit einer oder mehreren Fotosensorenanordnungen mit elektrischer Ladungsspeicherung oder elektrischer Ladungsspeicherung und -entladung, die in einer Betriebsart mit elektrischer Ladungsspeicherung arbeiten, die Speicherzeit oder die Entladezeit für die

ic elektrische Ladung eines jeweiligen Fotosensors der Anordnung oder der Anordnungen automatisch entsprechend der Objekthelligkeit eingeregelt werden. Erfindungsgemäß kann die Erzeugung fehlerhafter Signale auch in Fällen eines ungewöhnlich hellen Objekts verhindert werden, bei dem gewöhnlich ein fehlerhaftes Signal erzeugt wird, da die integrierte Menge des auf ein jeweiliges Fotosensorelement auffallenden Lichts eine entsprechend der Kapazität des Fotosensorelements vorbestimmte zulässige integrierte Lichtmenge überschreitet; ferner kann im Falle eines dunklen Objekts verhindert werden, daß das Signal/Störungs-Verhältnis aufgrund einer starken Abschwächung des Ausgangssignals des Fotosensorelements übermäßig schlecht wird Auf diese Weise können unabhängig von Veränderungen der Objekthelligkeit immer angemessene bzw. adäquate Bildausgangssignale erzielt werden, so daß für ein jegliches Objekt eine sehr genaue Scharfeinstellungsermittlung bewerkstelligt werden kann. Es ist besonders vorteilhaft, eine Fotosensorenan-Ordnung oder Fotosensorenanordnungen zu verwenden, bei welchen eine elektrische Ladungsspeicherung oder eine elektrische Ladungsspeicherung und -entladung erfolgt und die in einer Betriebsweise mit elektrischer Ladungsspeicherung arbeiten.

Mit Ausnahme des in F i g. 8 gezeigten Ausführungsbeispiels wird bei allen anderen Ausführungsbeispielen für die automatische Abfrage-Steuerschaltung die Steuerung durch Ermittlung des Ausgangssignals des Tiefpißfilters 18 bewerkstelligt Wie jedoch durch gestrichelte Linien in den Figuren angedeutet ist kann natür ich eine derartige Steuerung auch entweder durch Erfassung des Ausgangssignals der Abfrage/Halte-Schaltung 17 oder direkt durch Erfassung des Ausgangssignals der Fotosensorenanordnung 15 bewerkstelligt werden.

Gleichermaßen kann die automatische Rücksetzschaltung auch durch direktes Erfassen des Ausgangssignals der Fotosensorenanordnung 15 anstelle der Erfassung des Ausgangssignals der Abfrage/Halteso Schaltung 17 betrieben werden, wie es durch die gestrichelten Linien in den Figuren angedeutet ist

Im Falle der in den Fig.6A und 7 gezeigten Ausführungsbeispiele der automatischen Abfrage-Steuerschaltung wird die Frequenz der der Treiberschaltung 16 zugeführten Taktsignale zwischen (2 und /1 umgeschaltet während im Falle der in Fig. 1OA gezeigten automatischen Abfrage-Steuerschaltung der zählbare bzw. maximale Zählwert an den Zählern 52 bis 54 zwischen N und N' umschaltbar ist; diese Schaltanordnungen können jedoch in einfacher Weise gegenüber den Schaltungsbeispielen so modifiziert werden, daß eine Umschaltung zwischen einer größeren Anzahl von Schaltstufen erfolgt

Hierzu 17 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

!.Vorrichtung zur Erzeugung eines oder mehrerer Bildsignale, die eine Information fiber die Bildschärfe eines Bildes oder über die Lagedifferenz zwischen zwei Bildern enthalten, umfassend eine oder mehrere Fotosensoranordnungen zum elektrischen Abtasten eines oder mehrerer, mittels eines optischen Abbildungssystems gebildeter Objektbilder, wobei die bzw. jede Fotosensoranordnung eine Vielzahl von Fotosensoren mit elektrischer Ladungsspeicherung oder elektrischer Entladung aufweist, gekennzeichnet durch

(a) eine erste Detektoreinrichtung (28; 28'), die das Bildsignal mit einem ersten Bezugswert (Vref. 1) vergleicht und ein erstes Steuersignal erzeugt, wenn der Spitzenwert des Bildsignals den ersten Bezugswert übersteigt; und

(b) eine zweite Detektoranordnung (50), die das Bildsignal mit einem zweiten Bezugswert (Vref. 2) vergleicht und ein zweites Steuersignal erzeugt, wenn der Spitzenwert des Bildsignals den zweiten Bezugswert unterschreitet; und

(c) eine Steuerschaltung (29,30,31; 29,30,31'; 29, 51 bis 54, D, T_r; 29,30,32 bis 35,37,29', 52 bis 54, D, Tr), die als Antwort auf das erste Steuersignal die Speicherzeit bzw. die Entladezeit der Fotosensoren zu einem kleineren Wert verstellt und als Antwort auf das zweite Steuersignal zu einem größeren Wert verstellt
2. Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch eine Voreinstelleinrichtung zur Einstellung der Speicherzeit bzw. der Entladezeit der Fotosensoren auf einen bestimmten Wert, eine Detektoreinrichtung (28), die das Bildsignal mit einem Bezugswert (Vref. 1) vergleicht und ein Steuersignal erzeugt, wenn der Spitzenwert des Bildsignals den Bezugswert übersteigt, und eine Steuerschaltung (29,30,31), die als Antwort auf das Steuersignal die Speicherzeit bzw. die Entladezeit der Fotosensoren zu einem kleineren Wert verstellt.
3. Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch eine Voreinstelleinrichtung zur Einstellung der Speicherzeit bzw. der Entladezeit der Fotosensoren auf einen bestimmten Wert, eine Detektoreinrichtung (28), die das Bildsignal mit einem Bezugswert (Vref. I) vergleicht und ein Steuersignal erzeugt, wenn der Spitzenwert des Bildsignals den Bezugswert unterschreitet, und eine Steuerschaltung (29,30,31), die als Antwort auf das Steuersignal die Speicherzeit bzw. die Entladezeit der Fotosensoren zu einem größeren Wert verstellt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung eine Speichereinrichtung (29, 29') zur Speicherung des Steuersignals bzw. des ersten und des zweiten Steuersignals aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherzeit oder die Entladezeit der Fotosensoren der Zeitspanne zwischen zwei Abtastungen entspricht und durch eine Impulsanzahl bestimmt ist, und daß die Zeitsteuerschaltung zur Bestimmung der Zeitspanne zwischen zwei Abtastungen die Impulsfolgefrequenz und/oder die Impulsanzahl steuert.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung die Impulsfolgefrequenz zwischen wenigstens zwei unterschiedlichen Werten β und f₂) ändert

s
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen ersten Impulsgeber (32), der Impulse mit einer ersten Frequenz (f\) abgibt, einen zweiten Impulsgeber^), der Impulse mit einer zweiten Frequenz (Z₂) abgibt,

ίο und eine Wählschaltung (29,30,34 bis 37) aufweist, die aufgrund des Steuersignals der bzw. der ersten oder der zweiten Detektoreinrichtung die Impulse des ersten Impulsgebers oder die des zweiten Impulsgebers auswählt
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß der erste Impulsgeber einen Oszillator aufweist daß der zweite Impulsgeber einen mit den Impulsen des Oszillators gespeisten Frequenzteiler aufweist und daß die Wählschaltung ein Logik-Verknüpfungsnetzwerkist
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß die Steuerschaltung umfaßt: einen Spannungsgeber (VR₁ und VR₂), der wenigstens zwei unterschiedliche Spannungen (V_x und V₂) erzeugt von denen die eine Spannung (Vi) der ersten Impulsfolgefrequenz (f\) und die andere Spannung (V₂) der zweiten Impulsfolgefrequenz (/j) entspricht; einen Spannungs/Frequenz-Umsetzer (38), der Impulse mit einer der zugeführten Spannung entsprechenden Impulsfolgefrequenz erzeugt; und einen Spannungswähler (29, 30, 36, 39, 40), der abhängig vom Steuersignal bzw. vom ersten oder vom zweiten Steuersignal der Detektoreinrichtungen die vom Spannungsgeber an den Spannungs/Frequenz-Umsetzer anzulegende Spannung auswählt
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß die Steuerschaltung die Impulsanzahl zur Bestimmung der Zeitspanne zwischen zwei Abtastungen wenigstens zwischen zwei unterschiedlichen Werten /Vund A/'ändert.